Rozdrabnianie wygrzewanego ziarna zbóż

Transkrypt

1 KAMIL DZIADOSZ ŁUKASZ CEJROWSKI BARTOSZ JĘDRUSIK PIOTR KNUTH WOJCIECH SOBKOWIAK Koło Naukowe TOPgran, Wydział Mechaniczny, Akademia Techaniczno-Rolnicza Bydgoszcz Rozdrabnianie wygrzewanego ziarna zbóż Streszczenie: W artykule przedstawiono zagadnienie rozdrabniania ziaren zbóż po ich wygrzewaniu. Określono wpływ czasu wygrzewania ziaren pszenicy, w stałych warunkach, na charakterystyki rozdrabniania walcowego (pobór mocy, wydajność, czas, jednostkowe zużycie energii) oraz charakterystyki użytkowe produktu rozdrabniania: stopień bieli, stopień rozdrobnienia (analiza sitowa). Artykuł jest kolejną pracą powstałą w ramach zadań Koła Naukowego TOPgran na Wydziale Mechanicznym ATR Bydgoszcz. Praca ma charakter naukowo-badawczy. Słowa kluczowe: rozdrabnianie ziarna, wygrzewanie ziarna, stopień bieli. Grinding of warming of grains of cereals Summary: In article question of grinding of grains of cereals was introduced for them warming. Time of warming of grains of spelt was qualified, in solid conditions, on to characters of cylindrical grinder (recruitment of power, efficiency, time, isolated waste of energy) as well as usable characters of product it whitens grinding: degree, degree of crumbling (sieve analysis). Article is next work form Student group TOPgran on Faculty of Mechanical Engineering of University of Technology and Agriculture in Bydgoszcz. Work has character scientifically- investigative. Key words: grinding grains, warming it whitens grains, degree. Wprowadzenie Badanie wpływu wygrzewania ziarna w procesie rozdrabniania jest ważnym postępowaniem zmierzającym do poprawy efektywności i jakości produktu rozdrabniania oraz zmniejszenia jednostkowego zużycia energii podczas procesu rozdrabniania. Pomiar barwy mąki uzyskanej w wyniku rozdrabniania ziarna po wygrzewaniu jest wskaźnikiem jakości uzyskanego produktu, a szczególnie pomiaru białka przed rozdrabnianiem.

2 Materiał użyty do badań Charakterystyka rozdrabnianych ziaren Pszenica (Triticum sativum)-rodzaj zbóż z rodziny wiechlinowatych. Pochodzi z południowozachodniej i środkowej Azji. Wyróżnia się około gatunków pszenicy. Oprócz jęczmienia jest najstarszym zbożem chlebowym uprawianym od co najmniej 6 tysięcy lat. Zajmuje pierwsze miejsce w światowej produkcji zbóż. Zastosowanie: uprawiana na całym świecie dla ziarna (ziarniaków). Pszenżyto (Triticale)-gatunek zboża należącego do rodziny wiechlinowatych. Jest to mieszaniec otrzymany sztucznie przez człowieka pod koniec XIX wieku z genetycznego skrzyżowania 2 gatunków: żyta i pszenicy. Zastosowanie: -roślina uprawna: obecnie powierzchnia uprawy tego zboża w świecie to około 3 mln ha, w tym w Polsce około.7 mln ha. W uprawie występują formy jare i ozime tego gatunku; -roślina paszowa-ze względu na wysoką zawartość białka może służyć jako pasza dla bydła, trzody chlewnej, owiec i ptactwa. Jęczmień (Hordeum)-rodzaj zbóż z rodziny wiechlinowatych. W zależności od podziału wyróżnia się od do 25 gatunków tego rodzaju. Zastosowanie: roślina uprawna-gatunki uprawne stanowią jedno z najstarszych i najważniejszych zbóż (piąte co do wielkości uprawy na świecie). Metodyka badań Przyjęta metodyka badań pozwala na analizę i weryfikację określanych parametrów wejściowych i wyjściowych rozdrabnianych gatunków ziarna. Wygrzewanie ziaren Czasy wygrzewania t=3 [min] Wielkość szczeliny s=8 [mm] Zmienna niezależna (wejściowa) 1. Rodzaj mielonego ziarna i jego parametry 2. Typ rozdrabniacza 3. Wielkość szczeliny 4. Prędkość wirnika Czynniki stałe ROZDRABNIACZ WALCOWY DWU SZCZELINOWY Zmienne zależne (wyjściowe) Charakterystyka procesu: Pobór mocy - P [kw] Wilgotność ziarna W [%] Charakterystyka produktu: - Analiza sitowa, - Poziom bieli. Rys. 1. Schemat badań

3 Podczas badań pobór mocy przez rozdrabniacz na biegu jałowego zawierał się w zakresie W przy 2.5 A oraz 2 V. W tabeli 1 zawarto charakterystykę rozdrabniania walcowego wybranych rodzajów ziarna. Przyjęto czas wygrzewania próbek ziaren równy 3 min, natomiast wartość szczeliny między walcami rozdrabniającymi wynosiła 8 mm. Tabela 1. Charakterystyki użytkowe rozdrabniania poszczególnych rodzajów ziaren bez i Rodzaj ziarna Jęczmień Pszenżyto Pszenica Parametr bez z bez z bez z Czas t s Pobór mocy W Wilgotność % Masa próbki g Podczas wygrzewania próbek systematycznie notowano zachodzące zmiany wilgotności i temperatury w piecu laboratoryjnym z komorą fermentacyjną wg ZBPP w Bydgoszczy, co przedstawiono na wykresie rys. 1 oraz rys wilgotność % czas min 1 Rys. 1. Zmiany wilgotności w komorze pieca 6 5,5 temperatura C 5 4,5 4 3, , czas min Rys. 2. Temperatura (stabilizowana) w komorze pieca po okresie wygrzewania ziaren

4 Kolejny etap badań sprowadzał się do przeprowadzenie analizy sitowej próbek rozdrobnionego produktu, co przedstawia graficznie wykres rys. 3 do rys ,5 1 1,5 2 Rys. 3. Zbiorczy wykres podziarna dla pszenicy, bez wygrzewania i z wygrzewaniem ,5 1 1,5 2 Rys. 4. Zbiorczy wykres podziarna dla pszenżyta, bez wygrzewania i z wygrzewaniem ,5 1 1,5 2 Rys. 5. Zbiorczy wykres podziarna dla jęczmienia, bez wygrzewania i z wygrzewaniem

5 Etapem kończącym badania było przeprowadzenie analizy stopnia bieli produktów rozdrabniania miernikiem bieli typ MB-3M wg ZBPP w Bydgoszczy. Zmiana stopnia bieli produktu rozdrabniania ziaren bez wygrzewania i z wygrzewaniem Rodzaj materiału Stopień bieli β [%] Bez wygrzania Z wygrzaniem Pszenica Pszenżyto Jęczmień Tabela 2. Wnioski i podsumowanie Dokonując analizy uzyskanych wyników wyciągnięto następujące wnioski: -zastosowane wygrzewanie wpłynęło znacząco na charakter procesu rozdrabniania, a mianowicie: w próbkach po wygrzaniu czas potrzebny do rozdrobnienia uległ zmniejszeniu o ok %, pobór mocy był bardziej równomierny oraz wilgotność próbek uległa obniżeniu o ok. 3 %; -założony czas wygrzewania 3 min okazał się wystarczający do przeprowadzenia badań, ponieważ przy dłuższym czasie, wilgotność w piecu zmieniłaby się nieznacznie, a krzywa zależności wilgotności od czasu maksymalnie zawarta byłaby w przedziale wilgotności 35 4 %; -analiza sitowa pozwoliła stwierdzić, że po wygrzaniu masa frakcji na sicie o wielkości oczek 1.6 mm była większa niż przed wygrzaniem, a tym samym wygrzewanie wpłynęło korzystnie na zwiększenie rozdrobnienia intensywności rozdrabniania; -wygrzewanie obniżyło stopień bieli, w próbkach poddanych wygrzewaniu, dla pszenicy średnio.3 %, pszenżyta o 3.8 % a dla jęczmienia o 4.4 %. Literatura [1] J. Flizikowski J.: Konstrukcja rozdrabniaczy żywności. WU ATR, Bydgoszcz 5 [2] J. Flizikowski, K. Bieliński, M. Bieliński: Podwyższanie energetycznej efektywności wielotarczowego rozdrabniacza nasion na paszę. Wydawnictwo ATR Bydgoszcz -OPO, (1999) [3] K. Sadkiewicz,, J. Sadkiewicz: Urządzenia pomiarowo-badawcze dla przetwórstwa zbożowo-mącznego. ATR Bydgoszcz (1998) Publikacja przygotowana w Katedrze Maszyn Spożywczych i Ochrony Środowiska Wydziału Mechanicznego ATR Bydgoszcz pod opieką naukową Dr inż. Adama Mrozińskiego