Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Характеристика основного сырья спиртового производства 8
1.1.1. Агропромышленные аспекты производства зерна ржи 11
1.1.2. Особенности биохимического состава зерна ржи 11
1.1.3. Структурно-механические свойства зерна ржи 13
1.2. Стадии получения этилового спирта 15
1.2.1. Измельчение зерна (оценка современного состояния и перспективные разработки). 15
1.2.2. Способы, режимы водно-тепловой обработки сырья и осахаривания 20
1.2.2.1. Микробиологические аспекты получения сусла по схемам механико-ферментативной обработки зерна 24
1.2.3. Современные подходы к оптимизации процесса сбраживания сусла 27
1.3. Пути повышения рентабельности спиртового производства 29
2.1 . Материалы, оборудование и методы исследования 36
2.1.1. Материалы 3 6
2.1.2. Установка для термообработки зерна 36
2.1.3. Методы исследований 38
2.1.3.1.Методы оценки физических, биохимических и структурно-механических свойств зерна и его фракций 38
2.1.3.2. Анализ полупродуктов спиртового производства (разваренной массы, сусла, бражки) 42
2.1.3.3. Методы анализа сухого кормопродукта 43
2.2. Результаты исследований и их обсуждение 44
2.2.1. Исследование процессов при микронизации зерна ржи 44
2.2.1.1. Влияние режимов ИК-обработки ржи на физические показатели зерна 44
2.2.1.2. Влияние режимов ИК-обработки ржи на биохимические показатели зерна 48
2.2.1.3. Влияние режимов ИК-обработки на структурно- механические характеристики ржи 56
2.2.1.4. Исследование процесса измельчения ржи с использованием приставки-твердомера к фаринографу 66
2.2.2. Выделение и анализ дифференцированных фракций из ИК- обработанного зерна ржи 73
2.2.2.1. Влияние степени шелушения и режимов ИК-обработки зерна на прочностные свойства фракции эндосперма ржи 81
2.2.3. Оптимизация стадий получения этанола при переработке зерна ржи с целенаправленно измененными технологическими свойствами 85
2.2.3.1. Влияние параметров механико-ферментативной обработки сырья на показатели качества осахаренного сусла 85
2.2.3.2. Исследование процесса сбраживания осахаренного сусла 94
2.2.4. Сравнительная характеристика вариантов получения сухих кормопродуктов из ржаной послеспиртовой барды 103
2.2.5. Разработка аппаратурно-технологической схемы производства спирта 111
Выводы 116
Список литературы
- Агропромышленные аспекты производства зерна ржи
- Измельчение зерна (оценка современного состояния и перспективные разработки).
- Анализ полупродуктов спиртового производства (разваренной массы, сусла, бражки)
- Оптимизация стадий получения этанола при переработке зерна ржи с целенаправленно измененными технологическими свойствами
Введение к работе
Актуальность темы
Основным сырьем спиртовой отрасли в настоящее время являются различные виды зерновых культур. Среди них все чаще, особенно в северных регионах РФ, используют рожь. Вследствие специфического биохимического состава данная зерновая культура относится к «проблемному» сырью. Из нее трудно получить равномерный мелкий помол; рожь дает технологические среды с повышенной вязкостью.
Кроме того, при разработке комплексных технологий необходимо учитывать, что ржаная послеспиртовая барда труднее утилизируется, чем, к примеру, пшеничная. Так, рассматривая ее с позиции выработки кормопродуктов, следует помнить, что ржаная барда характеризуется повышенным содержанием сырой клетчатки и, как следствие, пониженной усвояемостью получаемых из нее кормопродуктов. Это ограничивает их использование в рационах сельскохозяйственных животных и птицы.
Учеными предлагаются способы повышения эффективности переработки ржи в спиртовом производстве. К примеру, внедрение в технологию стадии биотехнологической обработки зерна с использованием ферментных препаратов цитолитического действия; обработки водно-зерновых замесов механико-кавитационным способом, ультразвуковым воздействием и ряд других.
В качестве альтернативного варианта может быть предложена схема переработки зерна с включением в процесс дополнительной стадии ИК-обработки ржи.
Данный способ нашел широкое применение при производстве продуктов в ряде отраслей пищевой промышленности, в том числе использующим в качестве основного сырья различные виды зерновых культур. Для его осуществления отрасль имеет промышленно выпускаемое
отечественное оборудование, постоянно совершенствующееся как с позиции энергоемкости, так и достигнутой производительности аппаратов.
Метод ИК-обработки позволяет целенаправленно изменять исходные технологические свойства сырья. Причем, глубина и характер данных изменений зависят от режимных параметров нагрева, характеристик обрабатываемого материала и в целом оптимизируются с учетом достижения необходимого результата в каждой конкретной отрасли.
Данный способ с успехом реализован при создании ресурсосберегающей низкотемпературной технологии этанола из зерна пшеницы. {Научныйруководитель проекта — к.т.н., доц. Крикунова Л.Н.)
В технологии переработки ржи в этанол метод инфракрасного нагрева до настоящего времени не использовался.
Учитывая все вышеперечисленное, исследования по разработке научно-практических основ создания комплексной технологии этанола и кормопродукта повышенной усвояемости из ИК-обработанного зерна ржи, несомненно, актуальны и перспективны.
Цель и задачи исследований
Целью настоящей работы является разработка комплексной технологии этанола и сухого кормопродукта повышенной усвояемости из зерна ржи, в основу которой положены способы ИК-нагрева зерна и последующего выделения из него фракций периферийных частей зерновки.
В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи:
- провести комплексные исследования по изучению влияния режимных
параметров микронизации зерна на физические, биохимические
характеристики и структурно-механические свойства ржи;
- выделить с использованием 2-х методов (дробление и рассев или
шелушение) и проанализировать дифференцированные фракции из ИК-
обработанного зерна ржи;
- установить влияние степени шелушения и режимов ИК-обработки
зерна на прочностные свойства фракции эндосперма ржи.
- определить взаимосвязь параметров механико-ферментативной
обработки исходного и ИК-обработанного зерна ржи и показателей качества
осахаренного сусла;
исследовать процесс сбраживания контрольных и опытных образцов сусла, проанализировать состав зрелой бражки, в том числе на содержание летучих примесей;
разработать процессуальные схемы получения сухих кормопродуктов из ржаной послеспиртовой барды; изучить динамику сушки твердого остатка барды; определить основные показатели качества сухих кормопродуктов.
Научная новизна
Научно обосновано влияние режимов ИК-обработки ржи на изменения, происходящие в углеводном и белковом комплексах сырья. Показано, что характер и глубина деструктивных процессов в ржи при ИК-нагреве отличаются от установленных для зерна пшеницы.
Получены новые данные по составу дифференцированных фракций, выделенных из ИК-обработанного зерна ржи, на основании которых установлено преимущество способа шелушения перед способом дробления и рассева.
Впервые с использованием приставки-твердомера к фаринографу исследован процесс измельчения проб исходного зерна ржи с влажностью W=l 2,0-18,0 %, ИК-обработанного, а также подвергнутого дополнительному шелушению. По результатам анализа кривых дробления выявлены причины повышения энергозатрат при получении мелких помолов из ржи.
Установлена взаимосвязь между степенью шелушения, режимами ИК-обработки зерна ржи и прочностными свойствами фракции эндосперма ржи.
Впервые исследованы процессы получения и сбраживания осахаренного сусла из ИК-обработанного зерна ржи и подвергнутого
дополнительному шелушению. Показано, что качественные характеристики сусла и бражки определяются технологическими свойствами перерабатываемого сырья и режимными параметрами отдельных стадий.
Выявлена зависимость между вариантами переработки микронизированного зерна ржи (с выделением и без выделения шелухи) и показателями сухого кормопродукта.
Разработана новая технология этанола из зерна ржи, защищенная Патентом РФ № 2301261.
Практическая ценность
Экономически обоснована перспективность включения в технологическую схему производства этанола из зерна аппаратов по РЖ-обработке сырья и шелушителей, позволяющих в зависимости от режимных параметров микронизации и степени шелушения целенаправленно изменять технологические свойства ржи:
снижать прочностные свойства зерна и , как следствие, в зависимости от исходной влажности сырья и варианта предобработки уменьшать на 20-30% энергозатраты против контроля;
повышать в 1,5-2 раза ферментативную атакуемость крахмала и белка сырья.
снижать содержание сырой клетчатки во фракции, предназначенной к получению кормопродукта.
Разработана комплексная технология этанола и кормопродукта повышенной усвояемости из ИК-обработанного и шелушенного зерна ржи позволяющая:
сократить длительность стадий получения и сбраживания сусла;
снизить нормы дозировок ферментных препаратов (амилолитического действия на 30 %, цитолитического действия в 2 раза)
повысить на 0,5 дал выход спирта из 1 т условного крахмала сырья и одновременно снизить в бражке содержание вредных летучих примесей
- на стадии выработки кормопродукта из послеспиртовой барды снизить энергозатраты на сушку продукта, повысить его усвояемость и питательную ценность.
Проведены опытно-промышленные испытания новой технологии переработки зерна ржи, прошедшего специальные стадии предобработки (ИК-нагрев и шелушение), в условиях ОАО «Ариана С» (г.Беслан).
По результатам опытно-промышленных испытаний рассчитана условно-годовая экономия от снижения себестоимости продукции, которая для спиртового завода мощностью 3000 дал/сут составит 5,85 млн. руб.
Агропромышленные аспекты производства зерна ржи
Структурно-механические свойства являются частью реологических характеристик зерна и обусловлены строением его анатомических частей, степенью их сопротивляемости деформированию и разрушению при измельчении, а также твердостью и микротвердостью (сопротивлением, оказываемым при проникновении в него другого тела), упругостью (свойством восстанавливать первоначальную деформацию).
По своему строению рожь мало отличается от пшеницы, но соотношение составных частей у зерна ржи иное. Рожь содержит меньший процент эндосперма (70-74), но большую долю оболочек (11-15) и алейронового слоя (10-12). Консистенция эндосперма, характеризуемая стекловидностью, у ржи отличается большей рыхлостью. Обычно максимальная стекловидность ржи составляет 40-50 %. Причем формируется она за счет полустекловидных зерен [24]. Механические свойства зерна ржи отличаются от свойств пшеницы. Это объясняется структурными особенностями и наличием в ржи слизей, обусловливающих преобладание пластических деформаций [40,103];
Последние количественно преобладают в покровных поверхностных тканях зерновки и прилегающем к ним алейроновом слое. Ранее установлено, что сопротивление оболочек зерна ржи сухой и ржи кондиционной влажности как в продольном, так и в поперечном направлениях одинаково. Так, при влажности оболочек 7% разрывающее усилие, направленное по длине зерна, составляет 230 кг/см , поперек — 210 кг/см , а при влажности 20% эти значения соответственно равны 325 и 209 кг/см . Это обстоятельство отличает оболочки зерна ржи от оболочек других видов зерна. Кроме того, оболочки ржи более прочно связаны с эндоспермом, чем оболочки пшеницы [38,94]. На основании вышеизложенного можно констатировать, что структура зерновки ржи не позволяет получать однородный, равномерный помол, поскольку при измельчении образуются мелкие частицы эндосперма и крупные фракции оболочек. Данный факт необходимо учитывать при переработке ржи в спиртовом производстве.
На поведение зерна при его дроблении кроме структуры и химического состава влияет и влажность. Известно, что зерно с повышенной влажностью измельчается труднее. По мнению специалистов [40,103] это связано, в значительной степени, с увеличением сопротивляемости оболочек измельчению.
В основе получения этилового спирта лежат два процесса - гидролиз полисахаридов зерна до сбраживаемых углеводов и превращение последних в спирт под действием ферментной системы дрожжей. Классически производство этанола осуществляется по следующим стадиям: измельчение сырья, водно-тепловая обработка полученного помола, осахаривание разваренной массы, сбраживание сусла, выделение спирта из бражки и его очистка [142].
При создании совершенных технологических процессов, позволяющих получать максимальное качество готовых продуктов при минимальных ресурсных затратах, необходимо практически в каждом конкретном случае изучать целый комплекс физико-механических параметров, которые характеризуют поведение объектов под действием механических нагрузок со стороны рабочих органов машин и агрегатов. В полной мере это относится и к процессам измельчения зерна - технологической стадии получения помолов при выработке этанола. Для осуществления данной операции на предприятиях имеется измельчающее оборудование. Причем, каждый тип оборудования дает свои отличительные преимущества: и экономические, и технические [10]. На сегодняшний день в спиртовой промышленности создано большое количество измельчающих машин самых разных конструкций, отличающихся по принципу работы, способу измельчения, производительности и т.д.
Наибольшее распространение на российских спиртовых заводах получили машины ударного типа, такие как молотковые и роторные дробилки, процесс измельчения в которых происходит от удара частиц зерна о поверхность плиты корпуса [18,89]. Недостатком данных измельчителей является низкая эффективность измельчения, определяемая возможностью беспрепятственного движения мелкой фракции в корпусе мельницы с потоком воздуха и проскоком частиц зерна без нагружения. Детерминированное значение скорости по всему объему корпуса машины приводит к снижению вероятности разрушения частиц мелкой фракции и снижению КПД машины [129]. Следует учитывать и то, что показатель удельного расхода электроэнергии на дробление зерна резко возрастает при получении продукта до размеров частиц менее 1,0 мм [42].
На процесс измельчения также оказывает огромное влияние и природа обрабатываемого материала. Зерно с позиции объекта дробления является сложным сырьем. Это связано с особенностями его структуры. Известно, что отдельные анатомические части зерновки имеют различные физические, химические характеристики, обладают присущими им прочностными свойствами. Последние включают такие понятия как твёрдость и микротвёрдость, упругость, степень сопротивляемости деформированию и разрушению при дроблении, относящимся к реологическим характеристикам.
Вместе с тем, по мнению специалистов выполненные до настоящего времени исследования и полученные экспериментальные данные не позволяют достаточно точно объяснить сложные явления, происходящие в процессе измельчения, установить все влияющие на них факторы [108]. Для определения значимых факторов, интервалов их варьирования необходимо в первую очередь выбрать достоверные методы оценки прочностных свойств зерна.
Измельчение зерна (оценка современного состояния и перспективные разработки).
Значение водно-тепловой обработки сырья при производстве спирта определяется тем, что нативный крахмал сырья либо не осахаривается ферментами, либо осахаривается в незначительном количестве. Для того чтобы сделать крахмал доступным для осахаривания и последующего брожения, необходимо его оклейстеризовать и растворить. До сих пор основным способом подготовки крахмала к сбраживанию является непрерывное разваривания измельченного зерна под давлением с последующим осахариванием. Такой технологический прием достаточно хорошо изучен и описан в литературе [88,142,147,155].
Вместе с тем, при высокотемпературной обработке сырья протекает ряд нежелательных процессов. В первую очередь действие высокой температуры приводит к потерям свободных Сахаров. Последние могут взаимодействовать с аминокислотами (реакция Майяра) или подвергаться оксиметилфурфурольному разложению, что приводит также к ухудшению качества этанола. Степень разложения Сахаров зависит от режима разваривания, и от рН среды. Так, при рН 3,5 разлагается от 5 до 26 % сахара, при рН 6;5 эти цифры составляют 80 - 90% в условиях жесткого режима разваривания [142,153]. Кроме этого, накоплению примесей спирта способствует также гидролиз пектиновых веществ, которые в небольшом количестве находятся в клеточных стенках зерна. Образующийся в результате метанол является самой ядовитой и трудноотделяемой при ректификации примесью, так как температура его кипения близка к температуре кипения этилового спирта.
Разложение жиров приводит к накоплению непредельных соединений (акролеина, кротонового альдегида и др.) [45,139,165].
Стадия разваривания крахмалосодержащего сырья в спиртовой промышленности всегда считалась наиболее теплоэнергоемкой и сложной с точки зрения техники безопасности. Принимая во внимание вышеизложенные положения, исследователи спиртового производства пришли к выводу, что совершенствование водно-тепловой обработки должно быть направлено на применение более мягких режимов разваривания; позволяющих свести к минимуму технологические потери и снизить накопление нежелательных примесей.
Таким образом, было сформулировано одно из основных приоритетных направлений спиртовой промышленности — переработка сырья без разваривания помола при повышенных давлениях. По результатам исследований, проведенных специалистами ВНИИ пищевой биотехнологии, была создана ресурсо- и теплосберегающая аппаратурно-технологическая схема и разработан режим многостадийного ферментативного гидролиза сырья при температуре, не превышающей 100С [27,117,144,145]. Исследования в данном направлении проводились и в других странах [174,177].
В механико-ферментативном способе проводится двухстадийная обработка измельченного сырья с участием ферментов микробного происхождения, при которой на каждой стадии создаются оптимальные условия для действия а- и глюкоамилаз. На первой стадии процесса при участии а-амилазы клеистеризация крахмала происходит одновременно с его декстринизацией, что позволяет подготовить крахмал к сбраживанию без повышения температуры выше 100 С. Такая технология способна учитывать как ассортимент перерабатываемого сырья, так и осахаривающих материалов, в качестве которых спиртовые заводы в последнее время используют преимущественно ферментные препараты.
Применению ферментных препаратов в спиртовом производстве посвящено много публикаций [23,26,59,81,116,120]. Для того чтобы гидролиз крахмала прошел в полной мере необходимо присутствие двух амилаз: а-амилазы и глюкоамилазы. Препараты именно этих ферментов обычно и используют в технологии спирта.
Однако, в последнее время просматривается тенденция к увеличению спектра ферментов, применяемых для получения сусла с целью оптимизации его характеристик. Например, добавление ферментов цитолитического комплекса обеспечивает гидролиз части некрахмальных полисахаридов зерна, что позволяет увеличить выход спирта на 3-5% и облегчить процесс переработки проблемного зерна (рожь, ячмень) [15,50,92,120]; дополнительный гидролиз белковых веществ дает возможность повысить интенсивность брожения, уменьшить период главного брожения на 6-8 ч, увеличить выход спирта за счет образования свободных аминокислот [50,121,124].
Известно, что одним из ярко выраженных отличительных признаков ферментов по сравнению с другими катализаторами является избирательность действия. При этом на скорость ферментативной реакции наряду с химическим составом оказывает влияние и такое свойство субстрата, как атакуемость, т.е. доступность для действия ферментов. В случае, когда в реакции гидролиза участвует субстрат сложного состава, к которому можно отнести зерно, и ферментные препараты, в состав которых входит целый комплекс ферментов, фермент-субстратное взаимодействие приобретает еще более сложный характер [19,44,99].
Анализ полупродуктов спиртового производства (разваренной массы, сусла, бражки)
Определение массовой концентрации сухих веществ Содержание сухих веществ в разваренной массе и сусле проводили в прозрачном фильтрате с применением рефрактометра [115]. Определение массовой концентраци сбраживаемых углеводов Массовую концентрацию сбраживаемых углеводов в фильтрате сусла определяли с применением колориметрического антронового метода [115]. Определение редуцирующих Сахаров Массовую долю редуцирующих Сахаров в сусле определяли с использованием метода Шомодьи-Нельсона [80].
Определение аминного азота Содержание аминного азота определяли в фильтрате сусла с использованием метода формольного титрования [115]. Определение видимой доброкачественности сусла
Под доброкачественностью понимают величину, показывающую сколько массовых частей углеводов содержится в 100 масс. ч. сухих веществ фильтрата сусла, пересчитанную в глюкозу и выраженную в процентах. Видимую доброкачественность рассчитывают по формуле: Дбв=(Ссб./100)/Сс.в. где: Ссб у - массовая доля сбраживаемых углеводов в сусле, % Сс в - концентрация сухих веществ в сусле, %. Определение кислотности сусла и бражки
Кислотность сусла и бражки определяют титрованием и выражают в градусах. Один градус кислотности соответствует 10 мл 0,1 н раствора гидроксида натрия, расходуемого на нейтрализацию кислот, содержащихся в 20 мл фильтрата сусла или бражки. [115].
Определение концентрации спирта и суммарного содержания примесей в бражке Концентрацию спирта определяли в дистилляте, полученном после отгонки бражки, пикнометрическим методом [115]. Содержание токсичных примесей в бражке устанавливали газохроматографическим методом согласно ГОСТ 30536-87. Образцы сухого кормопродукта анализировали с использованием общепринятых в комбикормовой отрасли методов [118].
Определение сырого протеина проводили с использованием метода Кьельдаля, сырую клетчатку - по Ганнебергу-Штоману, сырой жир путем экстракции из навески серным эфиром, сырую золу методом озоления.
Количество БЭВ определяют путем вычитания из 100 % содержания воды, сырого протеина, сырой клетчатки, сырого жира и сырой золы, найденных по данным химического анализа.
Термообработка зерна ИК-излучением относится к одному из персперктивных способов целенаправленного изменения технологических свойств зерна и рекомендована к использованию в спиртовом производстве при получении этанола из пшеницы [76,135,136].
Для России, особенно ее северных регионов, в последние годы основным перерабатываемым видом зерна является рожь. Природно-климатические условия выращивания зерновых культур на указанных территориях достаточно часто являются причиной получения зерна повышенной влажности.
Поэтому в настоящей работе в качестве объектов исследования использовали четыре образца ржи с влажностью W=12,0%; W=14,0%; W=16,0%; W=18,0%.
Для этого исходное зерно с W=13,5% увлажняли, либо подсушивали. Увлажнение проводили путем распыления расчетного количества воды и последующей выдержки в герметичных условиях в течение 48 часов при t=5-7 С (в холодильнике).
Расчет количества влаги, вносимой в пробу, проводили согласно методике [22] по формуле: шводы= (тзерна (WK-WH))/(100-WH), где: тВ0ДЬ1 — количество воды, необходимое для увлажнения тзерна5 мл; Шзерна — количество зерна, предназначенного к увлажнению, г; WK - задаваемая влажность зерна, %; W„ - исходная влажность зерна, %. Подсушивание вели при t=30-35 С с периодическим взвешиванием зерновой массы.
Оптимизация стадий получения этанола при переработке зерна ржи с целенаправленно измененными технологическими свойствами
Структурно-механические свойства сырья, в том числе и зерна, определяют в первую очередь доступностью продукта к измельчению. Данная стадия на спиртовых заводах осуществляется с использованием определенных типов оборудования. Самыми распространенными являются молотковые дробилки и вальцовые станки, причем, каждый тип оборудования характеризуется своими отличительными свойствами.
На процесс измельчения также оказывает влияние и природа обрабатываемого материала. Как установлено ранее [77] ИК-нагрев пшеницы существенно изменяет его структурно-механические свойства, которые зависят как от исходной влажности зерновой массы, так и от температур микронизации зерна.
Для оценки изменений прочностных свойствах зерна предлагаются различные методы [68]. Самым распространенным в спиртовой отрасли является метод оценки доступности зерна к измельчению путем определения прохода помола через сито d = 1,0 мм. Данный метод использован и в нашей работе. Для этого 100 г зерна отдельных проб измельчали в течение одинакового времени на лабораторной машине. Выбранное время соответствовало значению ранее определенному при измельчении образцов пшеницы, и было выбрано специально для возможности получения сопоставимых результатов двух основных культур спиртового производства (пшеница, рожь).
Экспериментальные данные позволили установить (табл. 8), что помолы, полученные в результате измельчения проб ржи с W = 12,0; 14,0; 16,0 и 18,0%, характеризовались значениями по показателю прохода через сито d - 1,0 мм на уровне 31,8 - 58,6%, т.е. были ниже, чем для аналогичных проб измельченной пшеницы (44,0 - 68,2%) [140]. Таким образом, рожь, особенно повышенной влажности, характеризуется как проблемное сырье для дробления, что определяется его биохимическим свойством, в частности свойствами покровных тканей с преобладанием в них пластичных деформаций.
ИК-нагрев зерна повышает доступность зерновой массы к измельчению. Для ржи, с исходной W= 12,0 и 14,0% и обработанной при t=140C (максимально допустимой, как показано в разделе 2.2.2 по показателю «Условная крахмалистость»), удается получить помол необходимой степени измельчения (проход через сито 01=1,0 мм - 80%), соответствующий сырью, предназначенному для переработки в схемах механико-ферментативной обработки.
Вместе с тем, необходимо отметить, что при использовании ржи повышенной влажности, эффективность способа ИК-нагрева снижается и при установленном времени дробления (соответствующим одноступенчатому классическому измельчению зерна) не удается получить помол с требуемыми характеристиками.
Для обоснования полученных данных, были проведены дополнительные эксперименты и исследованы гранулометрические составы помолов, полученных из исходных и ИК-обработанных проб зерна. Для этого, ранее полученные помолы (время дробления, как и в предыдущих опытах, не менялось), подвергали рассеву через набор сит (d=l,5; 1,0; 0,80; 0,56 и 0,28 мм).
Грануметрический состав помолов из исходного зерна, приведенный на рис.3 показывает, что он сильно зависит от влажности измельченных проб. С увеличением влажности ржи с 12,0% до 18,0%, закономерно возрастает процент фракций выделенных с сита d=l,5 мм, и наоборот, снижается доля самой мелкой фракции (d 0,28 мм)
Если условно разделить помол на три фракции: грубая - сход с сит d=l,5 и 1,0 мм, средняя - сход с сит d=0,8 и 0,56 мм и мелкая - сход и проход через сито d=0,28 мм, можно выявить следующую особенность. С увеличением влажности зерна, закономерно снижается содержание в помолах мелкой фракции, при чем, наиболее существенно (почти в 3 раза) при дроблении ржи с W=18,0%. Одновременно, в этом же образце обнаружено максимальное количество грубой фракции 68,2% против 41,4 — 55,0 % для проб с влажностью 12,0-16,0%. Процентное содержание фракций среднего размера имеет тенденцию к снижению с повышением влажности зерна.
Аналогичные эксперименты были проведены и при анализе грануметрического состава помолов, полученных из зерна ржи, прошедших стадию ИК-нагрева (табл.9).
Для оценки влияния влажности на эффективность процесса разупрочнения зерновки при ИК-обработке, были построены диаграммы, характеризующие содержание укрупненных фракций в помолах, полученных при измельчении контрольных и опытных образцов зерна. На рис.4 приведены результаты обработки данных рис.3 и табл. 9 по содержанию в помолах крупной фракции.
Установлено, во-первых, что процентное содержание крупной фракции в помолах, полученных из ИК-обработанного зерна ржи, ниже чем из необработанного. Во-вторых, что эффективность процесса дробления, определенная по количеству грубой фракции, возрастает с повышением температуры микронизации. В-третьих, выявлено, что по сравнению с обработкой пшеницы, эффективность ИК-обработки для ржи ниже. Так, к примеру, при использовании образцов ржи с W=12,0 и 14,0% обработанных при t = 140С снижение составляет 22,0-29,6%, а для пшеницы находится на уровне 27,1-37,0% [140]. Еще более существенна разница при использовании зерна повышенной влажности.
