Увлажнительные и моечные машины

• Увлажнение и мойка зерна — это подготовка его к помолу, направленная на изменение исходных технологических свойств продукта. Влажность поступающего на переработку зерна обычно невысока (8…12%). При такой влажности свойства эндосперма и оболочек различаются незначительно. Увлажнение зерна до 15…16% изменяет его физические свойства. Оболочки, у которых капиллярно-пористая структура более развита, поглощают влагу быстрее, чем эндосперм, и при этом становятся более прочными и эластичными. Структура эндосперма также изменяется: происходит его разрыхление и снижение прочности. Одновременно ослабляется связь оболочек с эндоспермом. Все это облегчает их разделение при размоле зерна, снижает затраты энергии на эту операцию и способствует повышению выхода муки высоких сортов.

При мойке зерна отделяются пыль, грязь и микроорганизмы, находящиеся на его поверхности, а также из массы обрабатываемого продукта выделяются примеси, отличающиеся от него гидродинамическими свойствами.

Обильное смачивание зерна водой в моечных машинах приводит к его переувлажнению. Это вызывает необходимость сушки зерна, что существенно повышает затраты на его переработку, поэтому зерно увлажняют в специальных машинах, оснащенных устройствами для дозированной подачи воды.

В зависимости от способа дозирования воды выпускаемые промышленностью увлажнительные машины делятся на водоструйные — для добавления в обрабатываемое зерно воды в капельном состоянии и водораспыливающие — для добавления воды в распыленном состоянии.

Расход воды в водоструйных увлажнительных машинах составляет 2…8 л на 1 т зерна в зависимости от необходимой степени увлажнения, а в водораспыливающих машинах — 25…50 л на 1 т зерна.

Применяемые в перерабатывающем производстве моющие машины по классификационным признакам относятся к группе комбинированных машин с вертикальной отжимной колонкой.

В последние годы применение моечных машин в мукомольном производстве значительно снизилось, поскольку в них на 1 кг обрабатываемого зерна расходуется до 1,5…2 л чистой воды. Это усложняет оборудование мельниц и ухудшает их энергетические показатели. При этом увеличиваются затраты не только на основной технологический процесс, но и на утилизацию отходов.

В связи с этим во многих странах при переработке сухого зерна, даже существенно засоренного минеральными примесями, моечные машины исключены из технологического процесса. Зато значительно возрос интерес к высокоэффективным вибропневматическим камнеотборникам, комбинаторам и т. д.

Для мойки зерна применяют моечную машину Ж9-БМБ и машину для мокрого шелушения зерна А1-БМШ.

Моечная машина Ж9-БМБ, предназначенная для мокрой очистки зерна от минеральных и органических примесей, а также его частичного шелушения, состоит из моечной ванны, сплавного устройства и отжимной колонки.

Моечная ванна 6 (рис. 3.15) сварной конструкции представляет собой два лотка с расположенными в них зерновыми шнеками и камнеотборными винтами.

Зерновые шнеки (диаметр и шаг винта по 150 мм) вращаются с частотой 5,18с^-1 и транспортируют обрабатываемое зерно к отжимной колонке. Камнеотборные винты диаметром 44 мм имеют переменный шаг 60…25 мм и вращаются с частотой 2,05 с^-1. Шнеки и винты приводятся в движение от электродвигателя мощностью 1,5 кВт через клиноременную передачу и редуктор.

В верхней части моечной камеры расположено приемное устройство. При этом место установки приемного устройства можно изменять в зависимости от степени загрязненности зерна. Приближая или удаляя его от отжимной колонки, можно уменьшать или увеличивать продолжительность пребывания обрабатываемого продукта в моечной камере. Задвижка приемного устройства устанавливается таким образом, чтобы исключить забивание машины при увеличении поступления зерна. Делитель, расположенный внутри приемного устройства, равномерно распределяет поступающий в машину поток зерна на оба зерновых шнека. Самотечная труба, подающая зерно в приемное устройство, изготовлена телескопической, чтобы она не мешала его перемещению.

Сплавное устройство 4 выполнено в виде ванны сварной конструкции, состоящей из двух секций: лотка для отделения от зерна легких примесей и канала для выходящей из отжимной колонки воды с пеной.

Чугунная отжимная колонка состоит из нижней и верхней станин, скрепленных между собой четырьмя стойками. Внутри нее смонтирован вертикальный бичевой барабан в сетчатой обечайке. На вертикальных бичах ротора под углом 60° к вертикали установ;

Рис. 3.15. Моечная машина Ж9-БМБ:

/—выпускной патрубок; 2— отжимная колонка; 3— ороситель; 4— сплавное устройство; 5— переливной штуцер; 6 — моечная ванна; 7— электродвигатель привода шнеков и камнеотборных винтов; воронка; 9— патрубок; 10— ограждение привода; 11— насосная установка; 12— редуктор; 13 — камнеотделитель; 14 — приемное устройство; 15— зерновые шнеки; 16 — камнеотборные винты; /7—промежуточная стенка; 18— труба; 19— бичевой барабан; 20— ситовая обечайка; 27 — электродвигатель привода барабана лены гонки, которые перемещают зерно снизу вверх. Ротор вращается с частотой 6,7 с^-* в ситовой обечайке диаметром 900 мм. Барабан приводится во вращение от электродвигателя мощностью 11,0 кВт через клиноременную передачу.

Моечная машина работает следующим образом. Зерно через приемное устройство подается в моечную ванну. В процессе перемещения зерна шнеками происходят его мойка и отделение минеральных примесей, отличающихся от зерна плотностью. С помощью камнеотборных винтов минеральные примеси перемещаются в противоположную движению зерна сторону и отводятся в камнеотделитель 13.

Из моечной ванны верхние (зерновые) шнеки направляют зерно в сплавную камеру, где вследствие снижения скорости воды оно тонет, а легкие примеси всплывают и периодически удаляются из машины через воронку 8 и патрубок 9. Из сплавной камеры зерно под давлением воды, поступающей в сопло на дне камеры, подается в отжимную колонку. При этом зерно дополнительно ополаскивается чистой водой.

В отжимной колонке под действием лопаток барабана влажное зерно, прижатое к сетчатой обечайке, подается вверх, сушится, частично шелушится и очищается от органических примесей. Пена, образовавшаяся в колонке, гасится с помощью форсунок пеногасителя и увлекается водой в канал сплавного устройства. В верхней части колонки зерно по касательной к сетчатой обечайке шестью специальными лопатками подается в два выпускных патрубка I и поступает на дальнейшую обработку.

В комплект моечной машины входит насосная установка 11, которая включается в работу, если давление воды в системе составляет меньше 0,1 МПа.

Моечная машина Ж9-БМБ обеспечивает увлажнение зерна на.

2,0…2,5% при расходе воды 0,86 л на 1 кг обрабатываемого продукта. Производительность машины Ю…12т/ч при снижении зольности обрабатываемого зерна на 0,02…0,03% и увеличении количества битых зерен на 1,5%. Общая мощность привода 12,5 кВт, габаритные размеры 3700×1600×2550 мм, масса 2900 кг.

Машина для мокрого шелушения зерна А1-БМШ, предназначенная для мойки, отжима и шелушения зерна, представляет собой разборную металлическую конструкцию и состоит из корпуса, траверсы, стоек, крышки, ротора, привода, ситового цилиндра, кожуха, смывающего устройства, приемных и выпускных устройств.

Корпус 9 (рис. 3.16) и траверса б скреплены между собой тремя пустотелыми металлическими стойками И и образуют станину машины. К траверсе болтами прикреплена крышка 19, образующая вместе с траверсой кольцевой канал, через который обработанное зерно выгружается из машины.

Один из основных рабочих органов машины — ротор 15, выполненный в виде сплошного стального вала, на котором с помощью пяти розеток болтами прикреплены десять бичей, скрепленных внизу стальным кольцом. Каждый бич снабжен 15 гонками, расположенными под углом 40° к горизонтали. Гонки четырех нижних рядов выполнены из нержавеющей стали, остальные — из стали Ст. 45. Вверху на пяти бичах расположены чугунные гонки, которые отбрасывают зерно в выпускной патрубок. На нижних.

Рис. 3.16. Машина для мокрого шелушения зерна А1-БМШ:

/—запорный вентиль; 2— фильтр; 3— выпускной патрубок; 4— мембранный вентиль; 5— командный прибор; 6 — траверса; 7 — кожух; 8— ротаметр; 9— корпус; 10— приемный патрубок; 11 — стойка; 12, 18— нижний и верхний подшипниковые узлы; 13— конус; /4 — ситовый цилиндр; /5—ротор; 16 — электродвигатель; /7—клиноременная передача; 19— крышка;

20— трубчатое кольцо гонках прикреплены регулируемые пластины, а на двух нижних розетках — по пять дополнительных гонков, которые отбрасывают зерно из центра машины в рабочую зону.

Нижняя часть ротора на высоте 300 мм находится в кольцевом канале (между стенками внутреннего и среднего цилиндров корпуса машины), образующем моющую зону. Ротор приводится в движение электродвигателем 16 с помощью клиноременной передачи 17. Частота вращения ротора 16с^-1. Электродвигатель установлен на сварной плите, шарнирно закрепленной на кронштейне крышки. Натяжение ремней производят поворотом плиты и натяжными винтами.

Ситовый цилиндр 14 диаметром 800 мм и высотой 900 мм состоит из двух половин, соединенных болтами через две регулировочные планки. Он установлен так, чтобы выходная часть чешуйчатых отверстий размером 1,1×10 мм была обращена по направлению вращения ротора. Снаружи зона расположения цилиндра закрыта кожухом.

Проходовые частицы удаляются с поверхности ситового цилиндра и кожуха смывающим устройством, состоящим из трубчатого пластмассового кольца 20 с двумя рядами отверстий, мембранного вентиля 4с электромагнитным приводом, фильтра 2 и запорного вентиля 1. Периодичность и продолжительность включения воды для смыва устанавливают с помощью командного прибора 5.

Машина работает следующим образом. Зерно, поданное в нижнюю часть машины, подхватывается гонками и поднимается вверх, проходя зону мойки, отжима и шелушения, камеру выброса. В моющей зоне расход воды контролируют ротаметром 8, а уровень воды в ней изменяют постановкой съемной крышки с отверстиями. Избыток воды из моющей зоны отводится через верхний край внутреннего цилиндра или через отверстия съемной крышки. В зоне отжима и шелушения зерно под действием центробежной силы, создаваемой ротором, отбрасывается к поверхности ситового цилиндра. В результате трения зерновок между собой и о сито зерно очищается от надорванных оболочек и частично от зародыша и бородки, при этом с его поверхности удаляется избыточная влага. Зазор между гонками ротора и ситовым цилиндром.

13…16 мм.

Проходовые частицы, пройдя через отверстия в решетном цилиндре, падают вниз. Частицы, осевшие на внешней поверхности кожуха, периодически смываются водой и вместе с основной массой отходов через кольцевой конусный канал выводятся из машины.

Основные регулировки и правила эксплуатации машины сводятся к следующему. В корпусе машины (в зоне мойки) устанавливают дверцу с решеткой. Подачу воды в зону увлажнения и мойки регулируют вентилем перед ротаметром. При этом положение поплавка на шкале ротаметра должно соответствовать фактическому расходу воды. После этого открывают вентиль подачи воды на смывающее устройство. Мембранный вентиль включается автоматически после включения привода в работу. Норма расхода воды на мойку и смывание шелухи составляет соответственно 1200 и 300 л/ч.

После пуска машины и работы ее на холостом ходу открывают подачу зерна, постепенно увеличивая нагрузку до номинального значения.

В результате работы машины влажность зерна должна увеличиться по сравнению с первоначальной на 1,5…2,0%. Если это условие не выполняется и увеличение влажности превышает указанные значения, в корпусе устанавливают дверцу без отверстий.

Производительность машины А1-БШМ 5,65 т/ч при снижении зольности обрабатываемого зерна на 0,03…0,04% и увеличении количества битых зерен на 1%. Мощность электродвигателя 11 кВт, габаритные размеры 1900×1400×2350 мм, масса 1700 кг.

Для увлажнения зерна на различных участках технологических линий подготовки зерна к помолу достаточно широкое распространение получили так называемые шнеки интенсивного увлажнения. К ним относятся машины типа А1-БШУ, выпускаемые в двух исполнениях и устроенные практически одинаково.

Машина для увлажнения зерна А1-БШУ-1 относится к водоструйным машинам. Она состоит из цилиндрического корпуса 3 (рис. 3.17), бичевого ротора 2, кожуха 4, электродвигателя 18, индикатора наличия зерна 6, панели 7 и рамы 16.

Корпус машины выполнен из нержавеющей стали и имеет разъем в горизонтальной плоскости. Обе половины соединены между собой болтами. С торцов корпуса к стенкам болтами прикреплены опоры 15 для установки подшипников /. На корпусе размещены приемный 5 и выпускной 19 патрубки.

Основной рабочий орган машины — ротор 2, который состоит из вала, выполненного из стальной пустотелой трубы 3 (рис. 3.18) диаметром 140 мм. С обеих ее сторон вварены цапфы 1 и 7. На трубе приварены 68 шпилек 4, к которым прикреплены восемь бичей 2 и 5, а также два съемных гонка 6 и 8. Гонки четырех бичей установлены плоскостью к оси ротора под углом 60^е, гонки других четырех бичей — под углом 70^е. На каждом биче расположен 21 гонок. Бичи и гонки выполнены из нержавеющей стали.

Ротор вращается с частотой 19с^-1 в двух подшипниковых опорах. Ротор приводится в движение от электродвигателя 18 (см. рис. 3.17) через клиноременную передачу 14. Исполнение электродвигателя и микровыключателя — пылезащитное.

Разъемный в горизонтальной плоскости кожух выполнен из.

Рис. 3.17. Машина для увлажнения зерна А1-БШУ-1:

7 —подшипник; 2— ротор; 3 — корпус; 4— кожух; 5—приемный патрубок; б—индикатор наличия зерна; 7— панель; 8— ротаметр; 9— игольчатый вентиль; 10— мембранный электромагнитный вентиль; 77 —фильтр; 72—регулятор давления; 13— шкив; 14— клинорсменная передача; 75 — опора; 16— рама; 77— плита; 18— электродвигатель; 19— выпускной патрубок.

Рис. 3.18. Ротор машины А1-БШУ-1:

/, 7—цапфы; 2, 5— бичи; J —труба; -/—шпилька; б, 8— гонки листовой стали толщиной 1 мм. Для гашения шума внутри кожуха установлена поролоновая подкладка.

Индикатор наличия зерна состоит из корпуса, рычага с пластиной и сигнализатора. В сигнализаторе размещены исполнительный механизм и микровыключатель для автоматического включения и выключения подачи воды на увлажнение. На панели расположены фильтрующие, регулирующие, исполнительные и контрольные приборы.

А1-БШУ-1 работает следующим образом (см. рис. 3.17). Машину включают на холостой ход, после чего через приемный патрубок индикатора наличия зерна подается зерно. Под действием потока зерна пластина с рычагом отклоняется, микровыключатель замыкает электрическую цепь и электромагнитный вентиль 10 открывает отверстие для прохода воды. Вода из водопровода через регулятор давления 12, фильтр 11, электромагнитный вентиль 10, игольчатый вентиль 9 и ротаметр 8 подается в рабочую зону (приемный патрубок).

Благодаря особому устройству ротора и его высокой частоте вращения зерно интенсивно перемешивается, насыщается влагой и перемещается к выпуску, после чего самотеком поступает в распределительный шнек.

Машина для увлажнения зерна А1-БШУ-2 отличается от машины А1-БШУ-1 (табл. 3.5) большей длиной шнека и отсутствием станины. На роторе применены не восемь, а 16 бичей. По сравнению с А1-БШУ-1 в данной машине расход воды и продолжительность пребывания обрабатываемого зерна увеличены в 2 раза, что, в свою очередь, повлияло на ее производительность и степень увлажнения зерна.

Аппараты для увлажнения зерна А1-БУЗ и А1-БАЗ отличаются простотой конструкции и оснащены водораспыливающими дозирующими устройствами форсуночного типа.

В технологическом процессе мукомольных заводов на комплектном оборудовании такие аппараты используют на двух этапах: перед подачей зерна в бункер для отволаживания (А1-БУЗ, расход.

воды до 300 л/ч) и для дополнительного доувлажнения зерна (А1-БАЗ, расход воды до 50 л/ч).

Аппарат для увлажнения А1-БУЗ, предназначенный для подачи воды в зерно при его подготовке к помолу, состоит из панели, индикатора наличия зерна и форсунки. На панели размещены металлокерамический фильтр, мембранный вентиль с электромаг.

нитным приводом, спускной кран, регулирующий вентиль и ротаметр. Панель и форсунки соединены между собой водопроводной магистралью.

Металлокерамический фильтр (рис. 3.19), очищающий воду от ржавчины и других примесей, состоит из корпуса 4, выполненного в виде стакана и основания, стянутых гайкой 1. Внутри корпуса установлены стержень 2, ввинченный в основание, и металлокерамическая вставка 3.

Через отверстие в основании вода поступает в полость между корпусом и вставкой. Проходя через металлокерамическую вставку, она фильтруется и через отверстия поступает в стержень.

После выхода из фильтра вода поступает в мембранный вентиль, состоящий из кор;

Рис. 3.19. Металлокерамический фильтр аппарата А1-БУЗ:

1 — гайка; 2— стержень; 3 — вставка; 4 — корпус Рис. 3.20. Регулирующий вентиль аппарата А1-БУЗ:

1— гайка; 2— направляющая; 3— игла; 4— корпус пуса, золотника, мембраны и привода, который, в свою очередь, включает катушку, сердечник, а также кожухи и трубки.

Вентиль связан единой электрической цепью с индикатором наличия зерна и работает следующим образом. В нерабочем положении, когда в цепи нет напряжения, сердечник электромагнита перекрывает выпускное отверстие в золотнике, а последний с помощью торцевой части мембраны закрывает основной проход вентиля. При подаче напряжения на катушку электромагнита сердечник втягивается и открывает выпускное отверстие. При этом в полости над мембраной давление уменьшается. Под действием атмосферного давления золотник поднимается и открывает основной проход вентиля.

При снятии напряжения сердечник под действием собственного веса и усилия пружины перекрывает выпускное отверстие. Давление под мембраной возрастает, золотник прижимается к седлу корпуса — вентиль закрывается. При вращении иглы 3 с резьбой она перемещается относительно гайки 1 (рис. 3.20), что приводит к изменению зазора между иглой 3 и корпусом 4. Таким образом, количество воды, поступающей через ротаметр к форсункам, регулируется перемещением иглы 3.

Ротаметр, предназначенный для контроля расхода воды, состоит из кожуха, установленной в нем стеклянной трубки с делениями и грибообразного поплавка. Расход воды определяют по положению поплавка на шкале трубки.

Индикатор наличия зерна (рис. 3.21) представляет собой электромеханическое устройство, состоящее из корпуса, внутри которого установлены направляющий лоток 6 и заслонка 3. Заслонка смонтирована в направляющей 4 и укреплена на кронштейне 5 сигнализатора 1. В том месте, где направляющая проходит через стенку корпуса, установлена мембрана 2. В верхней части сигнализатора расположен микровыключатель 7.

Индикатор наличия зерна работает следующим образом. Под действием потока поступающего зерна заслонка отклоняется от исходного положения и, преодолевая сопротивление пружины 8, замыкает подвижный электроконтакт микровыключателя. При этом электрический сигнал подается на мембранный вентиль, открывающий подачу воды.

Рис. 3.21. Индикатор наличия зерна аппарата А1-БУЗ:

/—сигнализатор; 2— мембрана; 3— поворотная заслонка; 4— направляющая; 5— кронштейн; б—лоток; 7—микровыключатель; б—пружина При прекращении поступления зерна в индикатор пружина 8 возвращает в исходное положение заслонку 3, которая размыкает электроконтакт. Мембранный вентиль обесточивается, и подача воды к форсунке прекращается.

В связи с тем что в аппарате А1-БУЗ автоматическое регулирование подачи воды не предусмотрено, необходимо, чтобы зерно на индикатор поступало равномерно. Выполнение этого требования обеспечивают дозаторы, установленные под бункерами для неочищенного зерна.

Аппарат А1-БАЗ (рис. 3.22) предназначен для дополнительного увлажнения зерна. Основные узлы этого аппарата (панель и индикатор наличия зерна) унифицированы с узлами аппарата А1-БУЗ. Наиболее существенное отличие заключается в использовании диафрагменного компрессора, подающего сжатый воздух в форсунку для распыливания воды. Компрессор приводится от электродвигателя мощностью 0,37 кВт, расход воздуха составляет 4,3 муч.

Форсунка аппарата А1-БАЗ соединяется воздуховодом с компрессором и в отличие от рассмотренной выше имеет два канала: один для воды, другой для сжатого воздуха.

Аппарат А1-БУЗ повышает влажность зерна на 1…3,8%, А1-БАЗ — на 0,1…1,1%. В технологическом процессе мукомольного производства зерно после основного отволаживания подают в аппарат А1-БАЗ для дополнительного увлажнения. Основные технические данные увлажнительных аппаратов приведены в табл. 3.6.

Рис. 3.22. Аппарат А1-БАЗ:

/—компрессор; 2— редукционный пневматический клапан; 3— форсунка; 4—мембранный электромагнитный вентиль; 5— фильтр; 6 — регулирующий вентиль; 7—ротаметр; 8— распределительная коробка; 9— панель.

3.6. Основные технические данные увлажнительных аппаратов

В настоящее время на мукомольных заводах сортового помола в России и в других странах в основном зерно увлажняют в машинах мокрого шелушения и аппаратах интенсивного увлажнения с отволаживанием в течение 16., 20 ч в зависимости от начальной влажности и стекловидности зерна. На перерабатывающих предприятиях с устаревшей технологией также применяют моечные машины типа БМА и БМБ.

Между тем в технологической цепи мукомольного производства увлажнение зерна —весьма ответственная операция, существенно влияющая на качество муки.