План

1. Тенденції застосування нових технологій переробки зерна.

2. Переробка стеблових матеріалів.

1. Тенденції застосування нових технологій переробки зерна.

Останні періоди часу, і особливо ХХ ст., характерні бурхливим розвитком сільськогосподарських наук на основі досягнень фундаментальних та прикладних технічних наук, що дало змогу створювати машини на нових, більш досконалих та ресурсозберігаючих принципах.

Як в давні часи, так і в сьогоденні процеси пов'язані з використанням зерна для годівлі тварин можна згрупувати в дві сукупності діяльності людини: перша - це заготівля зернової сировини і організація її зберігання, друга - переробка зерна до стану, придатного для згодовування тваринам. Технологія подрібнення зернотерками та жорнами в давнину набула основного застосування, поступово вдосконалювалась як за режимами подрібнення, так і за технічними знаряддями її виконання. Вона створила передумови виникнення таких перспективних напрямів технологій, як: подрібнення з одержанням сухого розсипного корму способами різання, удару, за УДА-технологією та в змінних енергетичних полях; екструдування зерна; одержання пластівців пониженої вологості при поєднанні процесів мікронізації та плющення або обробки гарячим повітрям та плющення; подрібнення в водному середовищі з одержанням гомогенізованої маси.

Подрібнення кормового зерна ударом, незважаючи на обізнаність з цим способом з давніх часів, у виробництві почало застосовуватись на межі ХІХ-ХХ ст. В подальшому подрібнення ударом набуло домінуючого використання.

В кінці ХІХ ст. почав розвиватись новий напрям подрібнення, так звана УДА-технологія, направлена на створення в подрібненому продукті поліпшених властивостей поверхні, тобто механічної активації матеріалу. Стосовно зернових матеріалів, то активація продуктів помелу, пов'язана з підвищенням поживності корму, має місце при збільшенні швидкості подрібнюючих органів до 120-150 м/с, замість 75-80 м/с в молоткових дробарках.

В останні роки проводяться значні роботи з пошуку експлуатаційно досконалих способів подрібнення зерна в змінних енергетичних полях.

Екструзія зерна - це спосіб приготування корму із сухого зерна при стисненні його в закритій камері неперервної дії. При цьому температура підіймається до 120-1350 °С, тиск зростає до 1,3-1,5 МПа, зерно пластифікується за рахунок власної вологи, складні вуглеводи частково розпадаються до більш засвоюваних організмом декстринів, а при виході з камери, внаслідок перепаду температур, відбувається розривання крохмальних зерен. Все це приводить до значного (12-15%) підвищення поживності корму.

Обробка кормового зерна гарячим повітря перед плющенням базується напропусканні потоку підігрітого до високої температури повітря через вібраційно-киплячий шар зерна, внаслідок чого відбувається швидкий нагрів, закипання його внутрішньої вологи, розтріскування оболонки і покращення кормових властивостей крохмалю.

Обробка зерна інфрачервоними променями набуває виробничого застосування в останні роки. Цей спосіб називається ще мікронним колоїдним подрібненням. Суть технології заключається в тому, що зерно піддається дії інфрачервоних хвиль, які проникають через верхню оболонку зерна, викликають інтенсивну вібрацію молекул, це явище є ознакою назви способу, за рахунок цього зерно пом'якшується, розбухає та розтріскується.

Подрібнення зерна в водному середовищі є способом переробки, направленим на одержання рідкого корму в співвідношенні зерна до води 1:2. Кормоприготувальний агрегат оснащується гідромлином-змішувачем за допомогою якого зерно подрібнюється до розміру частинок 0,4-1,4 мм і гомогенізується. Замочування зерна з витримкою перед згодовуванням тваринам в давнину використовувалась досить широко. Позитивним елементом такої технології є набухання вологого зерна і значне збільшення в об'ємі внутрішнього вмісту крохмальних зерен, яке приводить до розриву зернових оболонок і відповідно покращення проникненню шлункових соків в середину зерна. В цілому це сприяє підвищенню засвоюваності корму. В організаційному плані така обробка виконувалась просто, не потребувала прикладання значних зусиль, що мало місце при розмелюванні сухого зерна, чим і пояснюється її широке застосування.

На базі принципів призабутої технології появилась, з одного боку, технологія відновлення (ферментації) зерна, а з другого - набула нових можливостей технологія пророщування зерна, як способу одержання вітамінізованого корму.

Борошно - харчовий продукт, що отримується в результаті подрібнення зерна різних культур. У всіх країнах, де печений хліб служить одним з основних продуктів харчування, величезна кількість зерна пшениці і в меншій ступеня жита переробляють на борошно - основна сировина для хлібопечення, виробництва макаронних та кондитерських борошняних виробів. Для потреб кулінарії, харчової, текстильної та інших галузей промисловості вневеликих кількостях виробляють борошно з ячменю, кукурудзи, вівса, гречки, гороху, сої та сорго. З крупи рису, вівсяної і гречаної отримують спеціальну борошно для дитячого харчування.

Для подрібнення зерна в борошно потрібні значні зусилля, однак цей процес досить просто виконують застосуванням тих чи інших машин ударної чи стираючої дії. При цьому виходить темне борошно, хліб з якого також темно кольору, оскільки при такому способі подрібнення всі частини зерна, в тому числі і темнофарбовані оболонки, які потрапляють у борошно. Якщо його просіяти через досить густе (часте) шовкове або капронове сито з дрібними осередками, то легко переконатися, що воно складається з різних за розмірами частинок. Великі частинки, що залишилися на ситі, як правило, містять всі оболонки. Борошно, що пройшло через сито, світліше, проте і в ньому присутні оболонки. Тому м'якуш хліба з такого борошна сірий.

Для отримання білого хліба (зі світлим м'якушкою) необхідно виробляти борошно тільки з ендосперму, тобто вміти в процесі подрібнення максимально відокремлювати оболонки. Цього досягають, використовуючи неоднакову міцність різних частин зернівки - крихкість ендосперму і велику міцність оболонок і зародка. Таким чином, для можливо повного відокремлення оболонок від ендосперму швидке інтенсивне подрібнення зерна неприйнятно. Тільки при поступових і багаторазових механічних впливах зберігають частки оболонок більшими і виділяють у вигляді дрібних частинок вміст ендосперму. Після кожного подрібнення отриманий продукт сортують, виділяючи з нього частки, які досягли величини, властивої такому борошну.

2. Переробка стеблових матеріалів.

Переробка стеблових матеріалів полягає виділенні з них натуральних волокон, в окремих випдках подрібненні на задану величину механізмами з ріжучими ножами. Більш складним процесом є процес виділення волокна з стебел таких культур, як льон, коноплі та інших. Для цього, передбачені технологічні лінії, які включають певний перелік технічних засобів.

Завданням механічної переробки трести на волокно є руйнація деревини стебла і відділення її від волокна. Вона включає процеси плющення, м'яття стебел трести і тіпання отриманого пром'ятого сирцю. Всі процеси на заводах здійснюються за допомогою м'яльно-тіпальних агрегатів МТ-1001 або інших марок. Відходи тіпання переробляють на коротке волокно на куделеприготувальному агрегаті КПА-1.

Льонотресту безпосередньо в господарствах виминають на льоноконоплем'ялках МЛКУ-6А. Одержане волокно-сирець відділяють від залишків костриці на льонотіпальній машині ТЛ-40А. Відходи після тіпання обробляють на куделеприготувачах КЛ-25М і одержують коротке волокно. Якісне волокно має бути чистим від костриці, міцним на розрив, довгим, тонким, м'яким, однорідним за кольором - світло-срібним, білим. Вихід чистого волокна становить не менше 15% від маси соломи, або не менше 20% маси трести.

Зазвичай, низькосортна некондиційна треста льону-довгунця та стебла льону олійного, обробляється на типовому куделеприготувальному агрегаті КПАЛ, технологічна схема якого наведена на рис. 18.1.

Рисунок 18.1 - Технологічна схема обробки низькосортної
некондиційної трести льону-довгунця та трести льону олійного
1, 3, 7 – трясильні машини, 2 – сушильна машина,
4 – шаропотоншуючий механізм, 5 – м’яльна машина, 6 – тіпальна машина

Згідно зі схемою рис. 18.1, технологія одержання лляного волокна складається з попереднього збагачення відходів тіпання на першій трясильній машині 1, сушіння у сушильній машині 2, трясіння на другій трясильній машині 3, формування шару у шаропотоншуючому механізмі 4, м’яття у м’яльній машині 5, тіпання у тіпальній машині 6, і кінцевого очищення на третій трясильній машині 7.

Інші комбінації механізмів для виділення однотипного волокна представленні на рис. 18.2.

Рисунок 18.2. Технологічні схеми одержання однотипного волокна луб’яних культур:
а – технологічна схема переробки льону;
б – технологічна схема переробки конопель:
1. живильний вузол; 2. протрушуючий вузол;
3. м’яльно-скоблячий вузол;
4. тіпально-чесальний вузол; 5.трясильно-вібраційний вузол.

Відомо, що збирання льону олійного проводиться за допомогою зернозбирального комбайна. За даною технологією стебла цієї групи льонів скошуються на висоті 5см від землі, на переробку надходить середня і верхівкова частина стебел, які мають малий діаметр. З цим пов’язані труднощі відділення костриці від волокна, які посилюються тим, що у стеблах малого діаметру більш тонка і гнучка деревина і, відповідно, менша різниця її за жорсткістю з волокном.

Щоб порушити зв’язок такої деревини з волокном і видалити її, необхідно перш за все штучним шляхом збільшити різницю у властивостях, деревинної і волокнистої частини стебла, а потім застосовувати інтенсивні впливи. Збільшення різниці за жорсткістю між волокном і деревиною досягається за рахунок попереднього сушіння трести льону олійного від вологості 12– 13 % до вологості 6– 8 %. При зміні вологості у даному діапазоні гнучкість і міцність волокна зменшуються незначно, а жорсткість костриці різко збільшується, що підвищує ефективність впливів м’яття і тіпання.

У сільськогосподарському виробництві необхідно подрібнювати методом різання значну кількість стебел різних культур. Одні стебла подрібнюють з метою використанні у кормо виробництві, наприклад (стебла соняшнику, трав, зернових культур та т. д.), інші перед заорюванням в грунт. Як відомо, на різання та подрібнення стебел витрачається біля 30-40% спожитої машинної потужності. При цьому зусилля різання залежить від кута нахилу ножа та вологості стебла. Відомі дані, що при перерізання стебел кукурудзи та соняшнику відбувається тільки під кутом 90 градусів і у третій та четвертій стадіях стиглості. Для інших стебел дані кути будуть відрізнятися. Тому технічні засоби для виконання даного технологічного процесу мають широку гаму конструктивного виконання ножів та засобів для забезпечення якості виконання вказаної операції.