4. Теоретичне обґрунтування

Із сої можна одержати два види крупи: насіння сої ціле лущене і колоте (на дві сім'ядолі) лущене.

Схема очищення сої (рис. 7.1) дуже проста.

Для цього можна застосувати дві системи сепарування в повітряно-ситових сепараторах чи дві секції одного сепаратора А1-БИС-12 і контроль дрібного зерна в бураті 4, на який направляють прохід сит сепараторів з отворами діаметром 5 мм.

Для одержання соєвої крупи можна застосувати два відомих способи лущення: "сухий" і "мокрий". При першому способі можна рекомендувати лущильно- шліфувальні машини типу А1-ЗШН-3 (рис. 7.2), при другому - У1-БШР (рис. 7.3).

Неочищене зерно

Рис. 7.1. Схема підготовки сої до переробки:

1 - бункер для неочищеного зерна; 2 - автоваги; 3 - повітряно-ситовий сепаратор; 4 - бурат; 5 - сушарка; 6 – охолоджувальна колонка; 7 - бункер для очищеного зерна; 8 - зволожувальна машина; 9 - бункер для відволожування

Рис. 7.2. Лущильно - шліфувальна машина А1-ЗШН-3:

1 - вивантажувальний патрубок; 2 - корпус; 3 - вал; 4 - ситової циліндр; 5 - корпус робочої камери; 6 - абразивне коло; 7 - прийомний патрубок; 8, 12 - підшипникові опори; 9 - електродвигун; 10 - станина: 11 - клиноремінна передача

Вихід відходів вихід продукції

Рис. 7.3. Схема лущильно-шліфувальної машини У1-БШР:

1-корпус; 2- приймальний патрубок; 3 – перфорована обичайка; 4 – вал; 5 – барабан; 6 – лопатка; 7 – вантажний клапан; 8 – шнек.

У залежності від способу лущення і принципу дії машин здійснюють наступні варіанти підготовки насіння:

- без підготовки - лущення очищених насінь кондиційної вологості 14,0-15,0% (сухий спосіб);

- сушіння очищених насінь підвищеної вологості до кондиційної (сухий спосіб);

- зволоження очищених насінь на 2,2-2,5% і короткочасне відволожування протягом 20-25 хв (мокрий спосіб);

- гідротермічна обробка очищених насінь.

Гідротермічну обробку сої проводять з метою підвищення виходу крупи за рахунок поліпшення її структурно-механічних властивостей шляхом зволоження теплою водою на 2,3- 2,5%, відволоження (20-25 хв) з наступним сушінням до вологості 14,0-15,0% і охолодження.

Мокрий спосіб лущення менш кращий, чим сухий у зв'язку з утворенням у процесі обробки зволожених насінь високо вологих (до 40%) оболонок, що вимагають їхні сушіння. Тому надалі зупинимося на сухому способі лущення.

Суміщена схема лінії лущення (рис.7.4) включає бункер 1 очищеного насіння, магнітну колонку 2, лущильний модуль, що включає лущильно - шліфувальну машину 3, аспіраційну колонку 4 і циклон – розгружувач 5.

Очищене насіння з бункера 1 надходить у магнітну колонку, у якій звільняються від феромагнітних домішок, і далі в лущильно - шліфувальну машину 3, де в результаті інтенсивного тертя об абразивні круги, і перфоровану поверхню ситового циліндра відбувається відділення оболонок. Попутно в процесі лущення утвориться борошенце, що разом з оболонками складає відходи лущення. Шляхом організованої аспірації робочої зони лущильної машини здійснюється первинне очищення відлущених насінь від відходів лущення, що, пройшовши через отвори ситового циліндра, транспортуються по повітропроводу в циклон - розгружувач 5. Остаточне очищення відлущених насінь здійснюється в аспіраційній колонці 4. При цьому оболонки і дробленка осідають в осадовій камері, а запилене повітря надходить у циклон - розгружувач 5.

Очищене зерно

лущене відходи лущене відходи

зерно лущення зерно лущення

Рис.7.4. Суміщені пневматична й аспіраційна технологічні схеми лущення насіння сої:

а - аспіраційна; б - пневматична; 1 - бункер; 2 - магнітний сепаратор; 3 - лущильно- шліфувальна машина; 4 - аспіраційна колонка; 5 - циклон - розгружувач; 6 - ситова поверхня.

При недостатній ефективності очищення насінь в аспіраційній колонці дробленку можна пропускати через ситову поверхню 6 з отворами діаметром 4 мм (рис. 7.4. б).

Для лущення сої можуть застосовуватися різні по конструкції лущильні машини: з вертикальною віссю обертання (типу А1-ЗШН-3, ДШН), горизонтальною віссю обертання (типу А1-БШМ-2,5, ЗНП-5) і ін.

Машина А1-БШМ – 2,5 внаслідок малого зазору між абразивним барабаном і ситовим циліндром (5-6 мм)відрізняється недостатньою ефективністю, зв’язагою з утворенням великої кількості борошенця, що йде у відходи лущення, а вихід відлущеного ядра не перевищує 65-70 %.

Машині ЗНП ударно-фрикційного принципу дії, властивий високий рівень битого насіння, вихід цілого ядра не перевищує 50-60%.

Більш ефективними машинами по способі впливу робочих органів на зерно є машини А1-ЗШН-3 і ДШН. Технологічна ефективність цих машин характеризується виходом цілком відлущеного ядра, що складає 75-80%.

Лущильно-шліфувальна машина ДШН містить корпус 14 (рис. 7.5), установлений на станині 17, із завантажувальним патрубком 11 і вивантажувальним патрубком 4.

Усередині корпуса на вертикальному валу 6, встановленому в підшипникових опорах 2,10, горизонтально закріплені і зафіксовані гайкою 9 абразивні кола 5, включені в ситової циліндр 13, жорстко змонтований на стійках корпуса. Над абразивними кругами встановлені напрямні конуси 7 з ребрами 12, а також дугоподібні гонки 15. Аспірація здійснюється через отвори 20 і жалюзі 8 із шибером 18 з відсмоктуванням повітря через патрубок 19. Привід машини здійснюється від електродвигуна 16 через клиноремінну передачу 1. Під нижнім абразивним кругом на валу закріплена крильчатка 3. Машина працює в такий спосіб. Вихідна сировина через прийомний патрубок надходить у перший конус 7, що направляє його на центральну частину горизонтальної поверхні першого абразивного круга. Для запобігання обертання зернової маси в конус по утворюючим установлені ребра 12. При виході з конуса насіння під дією відцентрових сил переміщається по поверхні круга до ситового циліндра, пригальмовуючи при цьому гонками 15, а потім під дією сил ваги рухається в зазорі між торцем круга і ситовою поверхнею вниз до наступного конуса.

Рис. 7.5. Конструктивно-функціональна схема лущильно-шліфувальної машини ДШН:

1 - клиноремінна передача; 2, 10 - підшипникові опори; 3 - крильчатка; 4 - вивантажувальний патрубок; 5 - абразивний круг; 6 - вал; 7 - направляючий конус; 8 - жалюзі; 9 - гайка; 11 - завантажувальний патрубок; 12 - ребро; 13 - ситовий циліндр; 14 - корпус; 15 - гонок; 16 - електродвигун; 17 - станина; 18 - шибер; 19 - патрубок аспіраційної колонки; 20 - отвори

Таким чином, за рахунок тертя насінь і інтенсивного взаємотертя при просуванні його до випускного патрубка відбувається відділення оболонок, основна маса яких у здрібненому виді віддаляється повітрям через отвори ситового циліндра і далі через кільцеву камеру і патрубок 19 з машини. Витрата повітря регулюється шибером 18. За допомогою засувки, установленої на кінці вивантажувального патрубка 4, регулюється тривалість обробки вихідної сировини в машині, її продуктивність і технологічний ефект процесу лущення.

ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА

Продуктивність (технологічна), кг/год 1500-1800

Частота обертання вала, об/хв 850

Діаметр абразивних кругів, мм 400

Окружна швидкість абразивних кругів, м/с 18

Площа ситового циліндра, м² 0,9

Потужність електродвигуна, кВт 22

Витрата повітря, м/год 900

Аеродинамічний опір, Па 450

Габаритні розміри, мм

довжина 1500

ширина 750

висота 950

Маса, кг, не більш 800

Аспіраційна колонка (рис.7.6) включає наступні елементи: живильний пристрій 3 із засувкою 2, пневмосепаруючий канал 1, осадову камеру 5 з регулювальним клапаном 4 і вантажними клапанами 6 і 7.

Лущене зерно

Запилене повітря

Очищене Відходи

лущене

зерно

Рис. 7.6. Конструктивно- функціональна схема аспіраційної колонки

1 - пневмоканал, що сепарує; 2 - засувка; 3 - живильний пристрій; 4 - регулювальний клапан; 5 - осадова камера; 6, 7 - вантажний клапан

Колонка працює в такий спосіб. З живильного пристрою 3 насіння надходять у пневмосепаруючий канал 1. Повітряний потік захоплює оболонки і борошенце в осадову камеру 5. Для раціонального використання обсягів повітря, примусово переміщуваного через канал з насіннями, зроблені затвори: перший у системі утворює регулювальний клапан 4 із гвинтовим обмежником, другий в осадовій камері утворює система вантажних герметизуючих клапанів 6 і 7. Подача насінь у колонку регулюється засувкою 2.

Нормальна робота аспіраційної колонки досягається при безупинному і рівномірному завантаженні пневмосепаруючого каналу насіннями, безвідмовністю дії затворів, вибором такого режиму аеродинамічного сепарування насінної маси, при якому поряд з максимальним добором аеродинамічно легких домішок (відходів лущення) запобігається віднесення відлущених насінь (ядра) в осадову камеру.

ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА АСПІРАЦІЙНОЇ КОЛОНКИ

Продуктивність, кг/год 800-1500

Витрата повітря, м³/год 720

Аеродинамічний

опір, Па 200

Габаритні розміри, мм:

довжина 780

ширина 404

висота 970

Маса, кг, не більш 150

На Білгород-Дністровському комбікормовому заводі лущення сої проводять за схемою, на рис.7.7. Очищена соя на лінію доставляється автомобілем 1, транспортером 2 і норією 3 подається в розподільний шнек 4, установлений над накопичувальними бункерами 5. Далі транспортером 2 і норією 3 соя подається в оперативні ємності 6, установлені над лущильними машинами 7 марки А1-ЗШН-3. Відлущені насіння транспортером і норією подаються в бункер 8, з якого шнеком розподіляються в мішки 9.

Рис.7.7. Лінія лущення сої на Білгород-Дністровському комбікормовому заводі

1 - автотранспортер; 2 - стрічковий транспортер; 3 - норія; 4 - розподільний шнек; 5 - бункер для очищених насінь сої; 6 - оперативні ємності; 7 - лущильно-шліфовальні машини; 8 – бункер відлощеного насіння; 9 - мішок; 10 - циклон-розвантажувач; 11 - вентилятор ВЦП N 6; 12 - циклон ЦОЛ-3

В агрофірмі ім. Татарбунарського повстання і на виробничій ділянці для лущення сої застосовують удосконалену в лущильно-шліфувальну машину ШМЗ. Лінія лущення (рис.7.8) включена як модуль у малогабаритну установку

Рис.7.8. Технологічна схема лінії лущення в агрофірмі ім. Татарбунарського повстання

1 - завальна яма; 2 - норія; 3 - ситової сепаратор; 4 - магнітна колонка; 5 - розподільний шнек; 6 - операційна ємність; 7 - лущильно-шліфувальна машина ШМЗ; 8 - мішок; 9 - циклон; 10 - збірник відходів

УМК-Ф-2, з використанням завальної ями 1, норії 2, сепаратора 3, магнітної колонки 4, розподільного шнека 5. Очищена соя з оперативної ємності 6 подається в машину 7 марки ШМЗ, з якої відходи лущення через циклон 9 направляються в збірник відходів 10, а відлущені насіння (ядро) затарюються в мішки 8.

Інтенсивність обробки насінь залежить від окружної швидкості робочих органів, зазору між абразивною і ситовою поверхнями. У результаті пошукових дослідів установлено, що при обробці сої раціональними є: окружна швидкість абразивних кіл - 200 рад/з, зазор - 12-15 мм.