способ сушки зерна крупяных культур

Формула изобретения

СПОСОБ СУШКИ ЗЕРНА КРУПЯНЫХ КУЛЬТУР, включающий его обработку газообразным сушильным агентом, отличающийся тем, что обработку проводят в два этапа, на первом используют смесь воздуха с топочными газами при температуре смеси 90 - 100^oС и снижают влажность зерна на 1,5 - 2,5%, затем зерно подвергают шелушению, и шелушеное зерно досушивают нагретым до 50 - 60^oС воздухом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к зерноперерабатывающей промышленности и сельскохозяйственному производству и касается способов сушки зерна крупяных культур, подверженных образованию трещин в процессе термообработки (рис, просо, гречиха). Способ может быть использован при выработке крупяной продукции на малых заготовительных, агропромышленных и других предприятиях.

Известен способ сушки риса-зерна, заключающийся в предварительном нагреве зерна без испарения влаги, затем зерно омывают теплоносителем равновесного с ним состояния, после чего сушат зерно неувлажненным агентом сушки, затем зерно вновь омывают теплоносителем равновесного с ним состояния и досушивают зерно неувлажненным агентом сушки до заданной влажности [1].

Недостатком этого способа является непрерывность процесса сушки от начальной до конечной влажности зерна, закладываемого на хранение или направляемого на переработку. Установлено, что наибольшее количество трещин образуется на завершающем этапе сушки, когда градиент влагосодержания в зерне превышает его предельно допустимые значения.

Кроме того, в результате цикличных (многократных) сушки и отлежки и прерывистой (нагрев влажным и сушка сухим, неувлажненным теплоносителем) обработки зерна плодовые оболочки и цветковые пленки не только высушиваются, но и подвергаются периодическому увлажнению и приобретают эластичность и прочность, что в конечном счете приводит к ухудшению технологической эффективности шелушения и шлифования (удлиняется процесс, снижается выход целой и увеличивается выход дробленой крупы).

Наиболее близким к изобретению по достигаемому эффекту является принятый за прототип способ сушки зерна крупяных культур, заключающийся в подаче на свободно падающий, медленно движущийся зерновой слой агента сушки. Например, зерно риса высушивается при цикличном режиме [2]. За один проход через зерносушилку влажность снижается не более чем на 3%, после зерно риса поступает в хранилище, вентилируется, а затем вновь поступает на сушку и досушивается до влажности, с которой оно закладывается на хранение или направляется на переработку в крупу. Недостаток этого способа - основное количество трещин в ядре образуется также при его высушивании со снижением влажности с 17,5-18 до 14%, т.е. на завершающем этапе сушки. Этот способ, хотя и отличается по сравнению с непрерывной сушкой большей технологической эффективностью, однако не предотвращает образования трещин, что приводит к уменьшению выхода целого ядра при производстве крупы.

Общим недостатком описанных способов сушки является то, что сушку проводят смесью топочных газов с воздухом, что не исключает аккумулирования зерном канцерогенных веществ, в частности бенз(а)пирена, являющегося продуктом неполного сгорания топлива. Это особенно сильно проявляется при интенсивной сушке, т.е. когда в зерновках появляются трещины, которые способствуют переходу бенз(а)пирена от цветковых пленок, плодовых оболочек к ядру. Вместе с тем сушка зерна только чистым нагретым воздухом экономически невыгодна, т.к. при этом значительно увеличиваются затраты тепла на съем влаги.

Целью изобретения является повышение технологической эффективности сушки зерна путем снижения выхода дробленого ядра и улучшения качества крупы, а также повышение экологической чистоты процесса.

Это достигается тем, что в способе сушки зерна крупяных культур, заключающемся в подаче на медленно движущийся зерновой слой агента сушки, сушку осуществляют в два этапа, на первом зерно сушат смесью воздуха с продуктами сгорания топлива при температуре 90-100^оС до снижения влажности зерна на 1,5-2,5% в зависимости от начальной влажности, затем зерно подвергают шелушению и второй этап сушки проводят на шелушеном зерне нагретым воздухом при температуре 50-60^оС в плотном слое до влажности 15,0-15,5%.

В результате кратковременной сушки при сравнительно повышенной температуре на первом этапе происходит интенсивное испарение влаги преимущественно с плодовых оболочек и цветковых пленок, которые в сравнении с ядром пересушиваются и, становясь достаточно хрупкими, легко шелушатся. При этом повышается интенсивность внутренней диффузии влаги в ядре, обусловленная резким ростом температуры зерна.

Следовательно, создаются условия для достижения определенного соответствия между интенсивностью внутреннего влагопереноса в ядре и скоростью испарения влаги с его поверхности, что обеспечит дальнейшую равномерную сушку шелушеного зерна при режимах, предупреждающих углубление зоны испарения и растрескивание ядра, т.е. при предельно допустимых значениях градиентов влагосодержания и температуры.

Кроме того, в предлагаемом способе сушка зерна крупяных культур на первом этапе ведется смесью топочных газов с воздухом. Бенз(а)пирен, аккумулированный цветковыми пленками, плодовыми оболочками, не успевает проникнуть в ядро и в последующем удаляется в процессе шелушения. На завершающем этапе сушку осуществляют нагретым воздухом, что исключает возможность загрязнения крупы бенз(а)пиреном и вредные выбросы в атмосферу. Таким образом, двухэтапная сушка с указанными параметрами, с промежуточными шелушением зерна между этапами обеспечивает уменьшение трещиноватости, что способствует выработке крупы улучшенного качества, снижению дробленого ядра, т. е. технологическая эффективность сушки повышается, при этом экологическая чистота процесса и продукции также выше.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипом и другими источниками информации в данной и смежных областях техники не выявил сходных с заявляемыми признаков, что позволяет считать его соответствующим критерием изобретения "новизна" и "существенные отличия".

На чертеже изображена схема сушильного процесса.

Схема включает нагревательно-сушильную камеру 1, топку 2, шелушитель 3, сушилку 4, теплогенератор 5, шлифовальный постав 6, вентилируемый бункер 7.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходное влажное зерно риса поступает в нагревательно-сушильную камеру 1, в которую подают смесь воздуха с топочными газами из топки 2 с температурой 90-100^оС. В ней влажность зерна снижается на 1,5-2,5% от исходной.

Из камеры 1 зерно поступает в шелушитель 3 любого известного типа, в котором снимаются с зерна цветковые пленки, плодовые оболочки. Из шелушителя зерно направляют в шахтную прямоточную сушилку 4, в которой теплоносителем служит теплый нагретый воздух с температурой 50-60^оС, поступающий из теплогенератора 5. По достижении шелушеным зерном влажности 15,0-15,5% оно охлаждается и направляется на шлифовку. Полученная крупа закладывается на временное хранение в вентилируемые бункера 7 или реализуется потребителям.

П р и м е р 1. Зерно риса начальной влажностью 20,0% поступает в нагревательно-сушильную камеру, в которую подается агент сушки (смесь воздуха с продуктами сгорания топлива) с температурой 90^оС в течение 240 с. Зерно в медленно движущемся слое нагревается и подсушивается, и на выходе из камеры имеет температуру 49^оС и влажность 18,0%. Анализ взятых проб показывает разброс относительной средней температуры нагрева и влажности зерна соответственно 2^оС и 0,2%. Затем нагретое и подсушенное в первой стадии зерно подвергают шелушению. Шелушеное зерно направляется на сушилку шахтного прямоточного типа, в которой оно сушится до влажности 15,0% нагретым до температуры 60^оС воздухом и охлаждается атмосферным.

Просушенное в два этапа зерно подвергается шлифованию. Общий выход крупы составил 69,10%, в том числе дробленой 14,45%.

П р и м е р 2. Способ осуществляется аналогично примеру 1, однако температура агента сушки на первом этапе 100^оС. Зерно при этом нагревается до 512^оС и подсушивается до 17,540,2%. Затем шелушение и сушка зерна нагретым воздухом температурой 50^оС до 15,00,2% и шлифование. Общий выход крупы составил 68,92%, в том числе дробленой 14,67%.

П р и м е р 3. Способ осуществляется аналогично примеру 1, однако температура агента сушки 80^оС. Зерно при этом нагревается до 451^оС и подсушивается до 19,00,1%. Затем шелушение и сушка зерна нагретым (60^оС) воздухом до влажности 15,00,1% и шлифование. Общий выход крупы составил 68,60%, в том числе дробленой 15,78%.

П р и м е р 4. Способ осуществляется аналогично примеру 1, однако температура 110^оС. Зерно при этом нагревается до 563^оС и подсушивается до 17,00,3% . Затем шелушение и сушка зерна нагретым воздухом температурой 50^оС до 15,00,3% и шлифование. Общий выход крупы составил 68,00%, в том числе дробленой 16,85%.

Осуществление способа вне границ указанных в формуле изобретения параметров не позволяет снизить выход дробленого ядра, улучшить качество шлифованной крупы, при меньших температурах агента сушки (80^оС и ниже) снижается эффект нагрева и подсушивания на первом этапе и удлиняется процесс сушки на втором (пример 3), а при высоких температурах (110^оС и выше) имеют место перегрев, пересушивание и растрескивание зерна, как результат этого, резкое повышение выхода дробленого ядра (пример 4).

Применение предлагаемого способа позволяет добиться большей равномерности сушки, предупредить трещинообразование зерна крупяных культур и получить крупу повышенного выхода и качества. Способ может найти применение на сельскохозяйственных, агропромышленных, заготовительных предприятиях малой мощности, осуществляющих приемку, послеуборочную обработку зерна и непосредственно выработку крупы.