Статья о переработке люпина в журнале «Белый люпин»

Шелушение белого люпина в фермерских хозяйствах

Виктор Михайлович Филин, к.т.н., ООО «АГРОПРОДМАШ», г. Новочеркасск

Сергей Васильевич ЗВЕРЕВ, д.т.н., ГНУ ВНИИ зерна РАСХН, г. Москва

Интерес к белому люпину, как к альтернативному сое-источнику растительного белка постоянно возрастает и в настоящее время, учитывая зависимость страны от поставок сои из-за рубежа, ста­новится актуальным. Соответственно активизируются работы по выведению новых сортов люпи­на и его переработке.

Многие регионы России с учётом урожайности и выхода белка с гектаразаинтересованы в выращивании и переработ­ке именно малоалкалоидного белого люпина.При этом ряд потребителей предпочитаетзерно люпина с удалённой оболочкой, обосно­вывая это тем, что она составляет до 20% от мас­сы зерна, состоит в основном из трудно усваива­емой клетчатки, снижающей содержание белка в готовом продукте. Технологическую операцию по удалению таких оболочек принято называть шелушением.

Степень шелушения люпина в кормопроиз­водстве во многом определяет качество готового продукта, его усвояемость животными и птицей.

Апробированное оборудование, например, вальцевые дробилки или дисковые шелушители ШИЗ-0,5 конструкции ГНУ ВНИИЗ РАСХН, пред­назначено для крупного производства. Оно обеспечивает производительность более 300 кг/час, что часто делает нецелесообразным его использование в фермерских и личных под­собных хозяйствах.

Разработка машин малой производительно­сти для эффективного удаления оболочки семян белого люпина позволяет приблизить первич­ную переработку к потребителю белкового про­дукта или производителю зерна, обеспечить снижение потерь сырья, сохранить его ценные свойства.

Объекты и методы исследования

Имеющийся опыт производства крупы из ряда зерновых и зернобобовых культур, а также результаты проведенных экспериментов позво­ляет предложить для шелушения белого люпина дробильно-крупоотделяющие машины ДКМ-1м и ДКМ-2м (рис. 1).

Данные машины оснащены встроенными прямоточными пневмоклассификаторами, что делает их автономными [4]. Они не нуждаются в дополнительном оборудовании для разделе­ния продуктов шелушения. Оболочки с мелкими фракциями (относы) накапливаются в циклоне, а крупные части ядра (крупка) поступают в нако­пительную ёмкость.

Технические характеристики дробильно-кру- поотделяющих машин типа ДКМ приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

Технические характеристики дробильно-крупоотделяющих машин ДКМ

Технические характеристики	ДКМ-1м	ДКМ-2м
Производительность	110	220
по пшеничной крупе №2 и №3
при выравненное™ 82%, кг/ч
Установленная мощность, кВт
привод ротора	3,0	5,5
вентилятор	0,37	0,37
Габаритные размеры, мм
длина	110	125
ширина	90	120
высота	140	140
Масса (не более), кг	75	90

 

Для оценки возможностей указанных машин при переработке белого люпина использова­лось зерно сорта ‘Дега’, усреднённые геометри­ческие параметры которого составляли:

ширина по большей стороне прямоугольни­ка — 9,42 мм;

ширина по меньшей стороне прямоугольни­ка — 8,94 мм;

толщина — 4,71 мм;

наибольшая диагональ -10,52 мм.

Максимальная толщина зёрен составила5.1 мм. Наименьшее количество зерна с толщи­ной 4,0-4,5 мм — 33,3%. Зёрна с толщиной 4,6-5.1 составили 66,7%.

Объём зёрен изменялся от 300 до 505 мм³. Наименьшее количество составили зёрна с объёмом 400-450 мм³— 11,1%, а также 500- 550 мм³ — 5,5%.

Общий вид белого люпина сорта ‘Дега’ дан на рис. 2.

Для шелушения в зависимости от необходи­мой фракции измельчения, устанавливается соответствующий ситовой барабан с диаметром отверстий от 3,0 до 9,0 мм.

Для определения степени измельчения целого люпина дробление проводилось без вклю­чения вентилятора встроенного пневмоклассификатора. При этом вся измельчённая масса поступала в бункер-накопитель. Полученная масса рассеивалась на комплекте лабораторных решёт.

Результаты исследований

Фракционный состав продуктов дробления целого люпина в ДКМ-2м относительно общей массы для рабочего ситового барабана с диаме­тром отверстий 7 и 9 мм дан в табл. 2.

Таблица 2 Фракционный состав продуктов дробления (сход)
Диаметр отверстий сит в Д КМ-2м, мм	Диаметр отверстий решёт, мм
	Дно	1,0	2,0	2,5	4,0
7	0,042	0,021	0,042	0,201	0,694
9	0,017	0,023	0,023	0,142	0,796

Выход крупки практически без оболочки и мучки за один проход составляет 69-72%.

На рис. 3 представлена калиброванная ядро­содержащая фракция крупки (проход сита 3,0 мм, сход с сита 2,0 мм) измельчённого целого люпина (рабочий ситовой барабан с отверстиями 3,0 мм) без оболочки и мелких фракций.

Обсуждение результатов

Как видно, с увеличением диаметра отвер­стий ситового барабана машины ДКМ-2м увели­чивается количество крупных частиц ядра с круп­ной оболочкой. Снижается количество мелких частиц (проход сита 2,0 мм — поддон). Если при измельчении в барабане с отверстиями 7,0 мм такой массы было 6,3 %, то в барабане с отвер­стиями 9,0 мм её стало 4,0 %. Причём с увеличе­нием диаметра отверстий увеличивается произ­водительность машины по крупе без оболочки. Например, при установке ситового барабана в ДКМ-2м от 3,0 до 9,0 мм производительность изменялась соответственно от 150 до 300 кг/ч.

При определении фракционного состава установлено, что каждая выделенная фракция наряду с ядром имеет некоторое количество оболочки. И чем мельче фракция, тем труднее в ней обнаружить визуально её частицы.

Определённую техническую сложность вызывает и разделение таких фракций на составляющие (ядросодержащие и оболоч­ка). Затруднительно выделение оболочки из фракций, прошедших через сито с отверстиями5.1 мм, а также некоторого количества мелких частиц из сходовой фракции с сита 2,0 мм.

Поэтому в машинах ДКМ предусмотрена воз­можность мелкие ядросодержащие частицы (проход 2,0 мм — сход 2,0 мм) направлять в бун­кер-накопитель или в виде относа — в циклон. Соотношение компонентов регулируется за счёт изменения скорости воздуха в пневмоканале. Поворотом заслонки, установленной на вхо­де вентилятора, оператор имеет возможность регулировать расход воздуха в пневмоканале, увеличивать или уменьшать общее количество относов и содержание ядра в них, а соответст­венно и оболочек в шелушённом продукте.

С увеличением расхода воздуха вначале уно­сятся лёгкие фракции, потом крупная оболочка с частицами ядра. Дальнейшее увеличение рас­хода воздуха (свыше 4,5 м/с) может привести к выносу в циклон вместе с оболочкой крупных частиц люпина. Производительность вентилято­ра позволяет поднять циклон на высоту до 2 м, что даёт возможность под циклоном устанавли­вать бункер для накопления и последующей рас­фасовки относов в крупную тару.

Как уже отмечалось, в циклоне накапливает­ся масса, состоящая из крупной и мелкой обо­лочки, частиц ядра, крупки и мучки. Количество вынесенных частиц ядра с размерами меньше

5.1               мм во многом определяется расходом возду­ха встроенного пневмоклассификатора.

Выводы

Таким образом, машины типа ДКМ оснаще­ны встроенными прямоточными пневмокласси­фикаторами, что делает их автономными. Они не нуждаются в дополнительном оборудова­нии для разделения продуктов шелушения. Обо­лочки с мелкими фракциями накапливаются в циклоне, а крупные части ядра поступают в нако­пительную ёмкость.

Следует отметить, что при шелушении люпи­на методом удара (ситовой барабан с отвер­стиями 9 мм) целесообразно из общей массы перед шелушением выделить зерно с размера­ми по меньшей стороне прямоугольника менее 8-9 мм. Это снижает количество недорушенно- го и целого без оболочки зерна в шелушённой массе.

Применение автономных шелушителей люпина, использующих метод удара, способст­вует обеспечению фермерских и личных под­собных хозяйств компонентами комбикормов, а в перспективе и передаче шелушённого ядра на предприятия пищевой промышленности для производства высокобелковых продуктов глубо­кой переработки.

 

Литература:

 

1. Цыгуткин А.С., Зверев С.В. Белый люпин как сельскохозяйственная культура. Хранение и переработка зерна, 2014, №4.

 

2. Зверев C.B., Политуха О. В. Шелушение зерна белого люпина на вальцовых станках. Белый люпин, № 1, 2014.

 

3. Перов А.А., Зверев С.В., Цыгуткин А.С Дробление, шелушение и сепарация зерна белого люпина. Комбикорма, №6, 2014.

 

4. Патент №2203737. Дробильно-крупоотделяющая машина.