Зачем увлажнять зерно?

Увлажнение зерна перед размолом является важным условием производства качественной продукции. Автоматизированные системы увлажнения зерна применяются в зерноочистительном отделении мукомольного предприятия. В статье расскажем о том, как устроены системы по увлажнению зерна, как измерить влажность зерна и почему это важно.

Почему важно увлажнять зерно

Климатические изменения в мире коснулись и сферы сельского хозяйства. Климат меняется, и ситуации, когда пшеница или другие культуры обладают влажностью ниже кондиционной, стали уже привычными. Увлажнение зерна представляет собой операцию особой важности: необходимо не только ввести в зерновую массу определенное количество воды, но при этом обеспечить равномерное распределение ее по всей массе зерна, одинаково увлажнить все зерна. Поэтому этот процесс рационально автоматизировать и доверить специальным системам для точного выполнения.

Автоматические системы увлажнения зерна используют для обеспечения постоянной влажности сырья перед размольным отделением мельницы или мукомольного завода. За счет стабильной влажности зерна перед помолом повышается эффективность его использования, на 2-4% повышается общий выход муки. А количество полученной муки высшего сорта возрастает на 2-3%. При этом происходит правильное распределение нагрузки на всё оборудование, стабилизируется выход готовой продукции: крупы, муки и отрубей. Постоянно контролируются влажность зерна, его расход и вода в зерноочистительном отделении, потому что автоматика делает эту систему гибкой, позволяющей применять различные методы контроля.

Системы для увлажнения зерна

Для увлажнения зерна на мукомольных заводах применяют:
– системы, в которых зерно увлажняют холодной или теплой водой с целью изменения его физических свойств при гидротермической обработке;
– системы для увлажнения зерна паром перед шелушением или плющением при переработке различных культур в крупу;

Распространенными методами увлажнения являются холодное и горячее увлажнение. При холодном увлажнении зерно проходит мойку и обработку во влагоснимателе, доувлажнение, отволаживание. При вы­сокой стекловидности зерна применяется двукратное доувлажнение и отволаживание зерна. Эта последовательность этапов является ос­новной. Существуют различные варианты холодного увлажнения:
-Мойка отсутствует, зерно увлажняют посредством подачи в его мас­су расчетного количества капельно-жидкой воды;
-Доувлажнение не требуется (в том случае, если влажность зерна до­статочно высока);
-Для зерна высокой стекловидности предусмотрено повторное увлаж­нение и отволаживание.

При горячем увлажнении зерно перед отволаживанием подвергают тепловой обработке в специальных аппара­тах — воздушно-водяных кондиционерах. При этом для каждого вида и сорта зерна рассчитывается свой режим обработки. Он зависит от количества, качества и структуры клейковины. Этапы процесса по основ­ному варианту следующие: мойка, обработка в воздушно-водяном кон­диционере, доувлажнение, отволаживание.

На основе этих методов функционируют три основных типа увлажнительных машин: водоструйные — для добавления воды в капельном состоянии, водораспыляющие — для добавления воды в распыленном состоянии и комбинированные моечные машины с вертикальной отжимной колонкой.

Применение в мукомольной промышленности водоструйных машин позволяет достаточно точно дозировать воду пропорционально количеству зерна. Однако равномерного смачивания его поверхности не достигается. Поэтому требуются устройства, позволяющие дополнительно перемешивать увлажненную зерновую смесь. Более равномерное смачивание поверхности зерна достигается в машинах, в которых вода в зерно добавляется в распыленном состоянии. Расход воды в водоструйных увлажнительных машинах составляет 2-8л на 1т зерна в зависимости от степени его увлажнения, а в водораспыливающих машинах — 25-50 л на 1 т зерна. Важно отметить, что даже самое равномерное смачивание поверхности зерна водой не гарантирует получения зерна с одинаковой влажностью после его отволаживания, что объясняется процессом самосортирования. Для предотвращения самосортирования рекомендуется более интенсивно перемешивать зерно и выпускать его из бункеров после отволаживания через несколько выходных патрубков.

Водораспыляющие машины действуют по центробежному принципу и разбрызгивают воду в горизонтальном направлении. Водоструйные машины действуют по принципу потока. И то, и другое устройство предусматривает подачу зерна в нужном режиме.

В комбинированных моечных машинах вода служит средой для выделения примесей, трудноотделимых при сухом способе очистки зерна. В основу гидросепарации положена разность скоростей падения зерна и примесей в воде. Целесообразно подавать зерно в моечную ванну в зоне образования восходящих потоков воды, т. е. против направления вращения зерновых шнеков.

Грамотно проведённый этап увлажнения зерна очень важен. В результате влажной обработки зерновое сырье меняет свои свойства: влажность увеличивается в среднем на 2,5-3,5%. Лишь хорошо подготовленный материал позволит получить муку стабильно высокого качества без потери объёма.

Измерение влажности

Перед тем как запускать системы увлажнения, необходимо провести измерения для определения степени влажности зерна.
Основой измерений для датчиков влажности зерна является зависимость электрической проводимости материала от влажности. Это позволяет получить на выходе электрический сигнал для измерения и обработки электроникой и микропроцессорной техникой. Зерно в сухом виде является диэлектриком и в результате увлажнения становится проводящим.

Второй метод определения влажности зерна основан на связи диэлектрической проницаемости зерна и его влажности. В сухом виде зерно имеет диэлектрическую проницаемость до 10 единиц, диэлектрическая проницаемость воды – около 81 единицы. Когда материал содержит влагу, то в общую диэлектрическую проницаемость входят показатели самого материала и воды.

Основываясь на данных методах, изготавливают диэлькометрические датчики влажности зерна. Одним из их видов являются емкостные датчики влажности зерна. Они позволяют производить контроль влажности по величине электрической емкости конденсатора, между обкладками которого находится зерно.

Прибором, реализующим способ измерения влажности, является многопараметрический СВЧ датчик влажности. Датчик – бесконтактный и легко встраивается в поток, имеет минимум ручных настроек. Когда зерна нет, измерительный прибор имеет собственную частоту и амплитуду. Когда трубка-резонатор заполнена зерном с влажностью, частота и амплитуда уменьшаются, а с увеличением влажности зерна происходит большее уменьшение частоты и амплитуды. Таким образом, измеряя значение частоты и амплитуды, получается связь между указанными параметрами и влагосодержанием зерна. Этот способ измерения влажности является наиболее точным на сегодняшний день.

Применение автоматизированных систем увлажнения с использованием высокоточных измерителей влажности зерна, расхода воды и зерна позволит стабилизировать выходную влажность зерна. Это, в свою очередь, будет способствовать увеличению выхода конечной продукции высшего сорта, что даст существенный экономический эффект и возможность быстрой окупаемости затраченных средств.

Источник: «АПК Эксперт»