Отбор проб грунта

Об авторе

Максимова Анна

Химик-технолог органических веществ, работает в компании "Analit-Pribor"

Статьи автора

Зерно — это основа продовольственного фонда любой страны. Именно поэтому в Украине необходимо сделать все возможное, чтобы повысить его производство, развить способы переработки сельскохозяйственной продукции.

На сегодняшний день большинство мукомольных предприятий средней и малой мощности столкнулись с проблемой недостаточного количества места под бункеры, где зерно отволаживается перед процедурой помола.

Именно поэтому в исследовании гидротермического способа обработки зерновой продукции особое место занимает поиск возможных методов для сильного увлажнения пшеницы. Это позволит значительно сократить цикл создания муки, ведь срок отволаживания будет сокращен. Самым популярным способом быстрого увлажнения пшеницы является так называемая вибрационная обработка. Она основывается на воздействии на зерно водой с помощью мощного акустического поля ультразвуковых частот.

Для поиска эффективного способа усиленного увлажнения зерновой продукции при использовании холодного кондиционирования были проведены специальные исследования в условиях ООО СО «Топчихинский мелькомбинат» в Алтайском крае. Это позволило бы уменьшить время самого процесса отволаживания, а также улучшить качество зерна.

Методы и материалы исследования

Целью исследования было изучение того, как влага распределяется в зернах пшеницы при использовании различных способов увлажнения. Таким образом, можно выделить метод, который делает процесс отволаживания наиболее эффективным и может применяться для производства муки.

Чтобы достичь своей цели, участники исследования поставили перед собой такие задачи:

• узнать, как глубина вакуума, которая создается пневматической форсункой, влияет на уровень увлажнения пшеницы;
• исследовать, как время процедуры влияет на силу проникновения воды в пшеницу;
• определить, какие режимы являются наиболее оптимальными при использовании гидротермического метода увлажнения.

В ходе эксперимента изучали сразу два способа отволаживания: иммерсионное увлажнение (зерно погружается в воду) и добавление ограниченного количества воды в зерно. При этом целью было получение определенного процента конечного увлажнения (не более 16%). Его измеряют влагомеры зерна. Также использовались основные варианты для быстрого увлажнения: с помощью специальной установки, которая находилась под вакуумом, а позже зерно оставляли на время в особой камере (при этом в течение 6 часов каждый час дополнительный вакуум в камере устанавливали и снимали); погружали продукцию в воду при высоком атмосферном давлении.

При этом использовали метиленовый синий индикатор (раствор 2,5%), чтобы подкрасить увлажненное зерно, как этого требовала методика.

Какие получились результаты?

Полученные данные показали, что высокая степень разрежения в камере воздуха способствует усилению влажности зерна. Этот результат можно объяснить тем, что подготовка зерновых капилляров происходит интенсивнее. Скорее всего, из капилляров воздух удаляется быстрее, когда растет степень разрежения. Это позволяет процессу затронуть зерно на глубине.

Эти же данные указывают на то, что установка с пневматической форсункой не дает необходимой влажности в 15%, если не использовать одновременно метод механического удаления влаги с зерен. Еще одним недостатком подобного варианта увлажнения является тот факт, что установка может работать только периодически. Поэтому в текущем процессе ее использовать практически невозможно.

Исследователи рассматривали сразу три варианта увеличения влажности зерновой культуры, изучая, как время отволаживания влияет на глубину проникновения воды в пшеницу в иммерсионном методе. В первом случае зерно погружали во влажную среду при высоком атмосферном давлении. Спустя 10 секунд навеска вынималась из жидкости, а лишняя влага удалялась фильтрованной бумагой.

Во втором случае увлажнение проводилось в специальной установке в вакууме. Камера с пневматической форсункой работает по принципу создания внутри себя разрежения. После того, как в камере создавали разрежение, туда же подавали воду. Через 10 секунд в камере сначала удаляли, а затем снова подавали воздух. Лишнюю влагу убирали фильтрованной бумагой.

В последнем случае зерновую культуру увлажняли так же, как и в предыдущем варианте, но после окончания процедуры пшеницу оставляли внутри камеры. В течение 6 последующих часов там создавали и удаляли дополнительное давление.

Очень важно изучить также, как время процесса отволаживания влияет на влажность пшеницы и глубину проникновения, если использовать иммерсионный метод. В соответствии с полученными данными вакуум помогает ускорить проникновение воды в зерновую культуру. При этом сам процесс запускается уже с первого часа увлажнения. Зерно под вакуумом отволаживается полностью в течение шести часов. Чтобы улучшить условия для увлажнения, через два часа после начала процедуры можно создать дополнительный вакуум. Тогда полное отволаживание произойдет через 4-5 часов. Эти результаты объясняются очень просто — под давлением капилляры в пшенице быстрее освобождаются от воздуха, что позволяет воде лучше проникать внутрь.

Также было исследовано, как время отволаживания пшеницы при помощи метода с использованием ограниченного количества воды влияет на силу увлажнения зерновой культуры. Здесь проводили три эксперимента. В первом варианте зерно увлажняли водой при высоком атмосферном давлении. Во втором варианте использовали специальную установку с пневматической форсункой и вакуумом. Шнековая пневматическая установка работает благодаря тому, что в камере создается разрежение. В то же время в нее подается достаточное количество воды с помощью электроклапана.

В третьем варианте увлажняли зерно так же, как и в предыдущем случае, но после процедуры пшеница помещалась в специальный бункер, где 6 часов подряд создавали и удаляли вакуум.

Было отмечено, что пневматическая форсунка помогает ускорить отволачивание так же, как и в предыдущем случае, но эффект является не настолько сильным. Это объясняется тем, что при использовании иммерсионного увлажнения зерно «захватывает» за 10 секунд больше влаги. Также пневматические удары оказывают меньшее влияние.

Чтобы окончательно определить, как влага проникает в глубину зерновой культуры при использовании расчетного количества жидкости и атмосферного давления, эффект от процедуры замеряли еще через 12 и 16 часов после окончания. Эти наблюдения показали — если зерно увлажнять при высоком атмосферном давлении, то с течением времени сила проникновения жидкости внутрь уменьшается в два раза.

Вышеописанные результаты доказывают, что существует возможность сократить время, необходимое для отволаживания пшеницы при ГТО во время ее подготовки к помолу. Как результат, можно уменьшить емкость и количество бункеров, где зерно отволаживается в специальных отделениях для очищения. Благодаря этому можно освободить достаточно большую площадь для оборудования, что позволит значительно повысить производительность мельницы.

Выводы

Благодаря проведению исследования процесса увлажнения зерновых культур с помощью установки с пневматической форсункой было замечено, что степень разрежения воздуха ускоряет отволаживание. Также использование установки с пневматической форсункой позволяет избежать лишней влаги в самом зерне и на его поверхности, поэтому нет необходимости дополнительно ее удалять. Благодаря эксперименту с распределением жидкости в пшенице было замечено, что атмосферное давление помогает значительно ускорить процесс увлажнения в два раза.

Журнал https://hipzmag.com/