RU2627071C1 - Line for processing lupine grains and other grain legume crops - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: line for processing lupine grains contains sequentially installed and functionally related elements. A screw grain conveyor (1) feeds grain to a grain storage hopper (2). Grain passes through a rock collector (3) and is fed to a hopper-discharge spout (5) in front of the grain shredders (6). The line contains a mixture elevator (8), an air separator (9), a grain-cleaning separator (10) and a storage hopper (11) with a screw grain conveyor (12) and a grain elevator (13), a shell conveyor (14), a hopper-discharge spout (15) in front of the crusher, a hammer vertical crusher (16), a storage hopper (17), a grain conveyor (18), a drying hopper (19), a grain drier (20), a bunker in front of the steamer (22). The hopper in front of the steamer is connected to the hopper-discharge spout (24). The hopper-discharge spout is installed in front of the aerovibration drier (25). A moisty grain elevator (28) is placed behind the drier. The line includes a magnetic separator (29). The hopper (30) is located above the flattening-cutting roller mill (31). The flattening-cutting roller mill includes at least two cylindrical rollers. The rollers are mounted to rotate synchronously or slide towards each other to produce flakes. A flake drier (33) and a cooling column (34) are located behind the mill. The flake elevator (35) is installed behind the column. The flake elevator is connected with a flake storage hopper (37) by a flake conveyor (36).

EFFECT: release of lupine beans from the shell without their crushing, elimination of anti-nutritional factors and protection of the lupine protein from destruction are provided.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается линии по производству кормов из люпина, но которая может быть использована для переработки других зернобобовых культур.The invention relates to the field of agriculture and relates to a line for the production of feed from lupine, but which can be used for processing other leguminous crops.

В Российской Федерации производят четыре вида люпина, а в мире культивируют не более десяти из множества существующих в природе (по классификации разных авторов - от десятков до нескольких сотен). Ужесточение требований к использованию ГМ-сои и полный запрет ее в кормлении животных в отдельных странах ЕС стимулируют интерес к новым источникам растительного белка, и прежде всего к люпину, который не содержит ингибиторов трипсина и его можно использовать в корме без предварительной тепловой обработки. Цена этой культуры на мировом рынке вдвое меньше цены сои.Four types of lupine are produced in the Russian Federation, and no more than ten of the many that exist in nature are cultivated in the world (according to the classification of various authors, from tens to several hundred). Tighter requirements for the use of GM soy and its complete ban on animal feeding in some EU countries stimulate interest in new sources of vegetable protein, and especially lupine, which does not contain trypsin inhibitors and can be used in feed without prior heat treatment. The price of this crop on the world market is half the price of soy.

Одно из главных условий экономного и эффективного расходования корма сегодня - это подготовка его перед скармливанием с целью повышения усвояемости. Перспективным направлением является влаготепловая обработка зерна, доля которого в составе комбикормов не ниже 60-70%. Как известно, зерно злаковых культур содержит свыше 50% крахмала - ценного углевода, однако ферментативная система пищеварительного тракта молодняка сельскохозяйственных животных мало адаптирована к перевариванию растительных кормов. Поэтому возникает необходимость в предварительном расщеплении биополимеров корма и переводе их в соединения, доступные действию пищеварительных ферментов.One of the main conditions for the economical and efficient consumption of feed today is its preparation before feeding in order to increase digestibility. A promising area is moisture and heat treatment of grain, whose share in the composition of animal feed is not less than 60-70%. As you know, cereal grain contains more than 50% starch - a valuable carbohydrate, but the enzymatic system of the digestive tract of young farm animals is little adapted to digest plant feeds. Therefore, a need arises for the preliminary cleavage of biopolymers of feed and their translation into compounds accessible to the action of digestive enzymes.

Известна линия по переработке люпина из патента РФ 2074618 С1.A known line for the processing of lupine from RF patent 2074618 C1.

Этой линии присущ такой недостаток, как необходимость дробления зерна, тогда как наиболее приемлема обработка, заключающаяся в увлажнении, пропаривании и, главное, плющении зерна. Однако технология плющения до настоящего времени не нашла широкого применения на комбикормовых предприятиях из-за отсутствия отечественного оборудования. Выбором оптимальных параметров гидротермической обработки и плющения зерна можно влиять на физико-химические свойства крахмала и белка, добиваться инактивации антипитательных веществ, прогнозировать увеличение переваримости питательных веществ, снижение содержания клетчатки, разрушение ферментов.This line has such a disadvantage as the need for crushing grain, while the most acceptable treatment is to moisten, steam and, most importantly, flatten the grain. However, flattening technology has not yet been widely used in feed mills due to the lack of domestic equipment. By choosing the optimal parameters for hydrothermal processing and flattening of grain, one can influence the physicochemical properties of starch and protein, achieve inactivation of anti-nutrients, predict an increase in the digestibility of nutrients, a decrease in fiber content, and destruction of enzymes.

Зерна люпина (ЗЛ) - высокобелковые бобы, обладающие сбалансированным аминокислотным составом.Lupine grains (ZL) are high-protein beans with a balanced amino acid composition.

ЗЛ конкурирует по кормовой эффективности и пищевой ценности с соей. Не содержат ГМО.ZL competes in feed efficiency and nutritional value with soy. Do not contain GMOs.

Использование ЗЛ ограничивается наличием высокоплотной оболочки и антипитательных факторов.The use of drugs is limited by the presence of a high-density membrane and anti-nutritional factors.

Для устранения указанных ограничений была разработана предлагаемая технологическая линия переработки зерна люпина белого с оригинальным способом освобождения бобов от оболочки, ликвидации антипитательных факторов и «защиты» белка люпина.To eliminate these limitations, the proposed technological line for processing white lupine grain was developed with an original method of freeing beans from the shell, eliminating anti-nutritional factors, and “protecting” the lupine protein.

Для снятия оболочки бобы разрушаются, но не традиционным способом (дроблением разного типа), а с помощью плющильно-резательного вальцового станка. Это позволяет избавиться от «мучки», которая значительно осложняет дальнейшую переработку обрушенного зерна. "Мучка" представляет собой смесь мелкого ядра и измельченной оболочки.To remove the shell, the beans are destroyed, but not in the traditional way (crushing of various types), but with the help of a flattening-cutting roller machine. This allows you to get rid of the "flour", which greatly complicates the further processing of collapsed grain. A “torch” is a mixture of a shallow core and a crushed shell.

Технический результат заключается в том, что при переработке зерен люпина бобы освобождаются от оболочки при отсутствии их дробления, ликвидируются антипитательные факторы, а белок люпина защищен от разрушения.The technical result is that during the processing of lupine grains, the beans are released from the shell in the absence of crushing, anti-nutritional factors are eliminated, and the lupine protein is protected from destruction.

Технический результат достигается тем, что линия по переработке зерен люпина содержит последовательно установленные и функционально связанные конвейер винтовой зерна, подающий зерно в бункер накопительный зерна, после чего зерно проходит через камнесборник и подается в бункер-течку перед измельчителями зерна, после которых линия содержит норию смеси, сепаратор воздушный, сепаратор зероночистительный и бункер накопительный крупки с конвейером винтовым крупки и норией для крупки, также имеется конвейер для оболочки, бункер-течка перед дробилкой, дробилка молотковая вертикальная, бункер накопительный оболочки, конвейер для крупки, бункер надсушильный, сушилка крупки, бункер перед пропаривателем, связанным с бункером-течкой, установленным перед аэровибрационной сушилкой, после чего размещена нория крупки влажной, сепаратор магнитный, бункер над плющильно-резательным вальцовым станком, содержащим по меньшей мере два цилиндрических вальца, установленных с возможностью вращения синхронно или со скольжением навстречу друг другу для получения хлопьев, а после станка расположена сушилка хлопьев и охладительная колонна, после которой установлена нория для хлопьев, связанная конвейером для хлопьев с бункером накопительным хлопьев.The technical result is achieved by the fact that the lupine grain processing line contains sequentially installed and functionally connected helical grain conveyor that feeds the grain into the storage hopper, after which the grain passes through a stone collector and is fed into the estrus bunker in front of the grain grinders, after which the line contains the mixture elevator , an air separator, a grain cleaning separator and a storage hopper for the grains with a screw grits conveyor and a noriya for the grits, there is also a conveyor for the shell, the estrus bunker crusher, vertical hammer crusher, storage hopper hopper, grinder conveyor, drier hopper, grinder dryer, hopper in front of the steamer associated with the estrus bunker installed in front of the air-vibration dryer, after which the wet grill noria is placed, the magnetic separator, the hopper above the flap-cutting a roller machine containing at least two cylindrical rollers mounted rotatably synchronously or with sliding towards each other to obtain flakes, and after the machine races a cereal dryer and a cooling column are laid, after which a noria for cereal is installed, connected by a conveyor for cereal with a storage hopper for cereal.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено на:The invention is illustrated by drawings, which depict:

фиг. 1 - общая схема линии по переработке зерен люпина и других зернобобовых культур;FIG. 1 is a general diagram of a line for processing lupine grains and other leguminous crops;

фиг. 2 - фото вальцов плющильно-резательного вальцового станка.FIG. 2 is a photo of the rollers of a flaking-cutting roller mill.

Линия по переработке зерен люпина и других зернобобовых культур состоит из следующих элементов:The processing line for lupine grains and other leguminous crops consists of the following elements:

1 - конвейер винтовой зерна;1 - screw grain conveyor;

2 - бункер накопительный зерна;2 - storage hopper grain;

3 - камнесборник;3 - stone collector;

4 - вентилятор камнесборника;4 - stone collector fan;

5 - бункер-течка перед измельчителями;5 - estrus bunker in front of the choppers;

6 - измельчитель зерна;6 - grain chopper;

7 - конвейер винтовой;7 - screw conveyor;

8 - нория смеси;8 - noriya mixture;

9 - сепаратор воздушный;9 - air separator;

10 - сепаратор зероноочистительный;10 - grain cleaning separator;

11 - бункер накопительный крупки;11 - storage hopper grits;

12 - конвейер винтовой крупки;12 - screw conveyor belt;

13 - нория крупки;13 - noriya grains;

14 - конвейер винтовой оболочки;14 - conveyor screw shell;

15 - бункер-течка перед дробилкой;15 - estrus bunker before the crusher;

16 - дробилка молотковая вертикальная;16 - vertical hammer crusher;

17 - бункер накопительный оболочки;17 - storage bin hopper;

18 - конвейер винтовой крупки;18 - conveyor screw grits;

19 - бункер надсушильный;19 - drying hopper;

20 - сушилка крупки;20 - grain dryer;

21 - выгрузочное устройство;21 - unloading device;

22 - бункер перед пропаривателем;22 - hopper in front of the steamer;

23 - пропариватель;23 - steamer;

24 - бункер-течка перед аэровибрационной сушилкой;24 - estrus bunker in front of the air-vibration dryer;

25 - сушилка аэровибрационная;25 - aero-vibration dryer;

26 - вентилятор аэровибрационной сушилки;26 - fan of an air vibration dryer;

27 - конвейер винтовой;27 - screw conveyor;

28 - нория крупки влажной;28 - wet noria grits;

29 - сепаратор магнитный;29 - magnetic separator;

30 - бункер над плющильным станком;30 - a hopper above the conditioning machine;

31 - плющильно-резательный вальцовый станок;31 - flatting and cutting roller machine;

32 - бункер надсушильный;32 - drying hopper;

33 - сушилка хлопьев;33 - cereal dryer;

34 - охладительная колонна;34 - cooling column;

35 - нория хлопьев;35 - noria flakes;

36 - конвейер винтовой хлопьев;36 - screw flake conveyor;

37 - бункер накопительный хлопьев;37 - storage hopper flakes;

38 - транспортер хлопьев и оболочки;38 - conveyor flakes and shell;

39 - выгрузочное устройство;39 - unloading device;

40 - вентилятор охладительной колонны;40 - cooling tower fan;

41 - паровой калорифер аэровибрационной сушилки.41 - steam heater air vibration dryer.

Линия работает следующим образом.The line works as follows.

Зерно злаковых и бобовых культур после очистки от сора и сушки на элеваторе подается в цеховый накопительный бункер 2 и после отделения камней на камнеотделителе 3 и металломагнитных примесей на магнитном сепараторе 29 поступает на измельчительно-режущие аппараты (механизмы) 6.Grain of cereals and legumes after cleaning from litter and drying at the elevator is fed to the workshop storage hopper 2 and after the separation of stones on the stone separator 3 and metallomagnetic impurities on the magnetic separator 29 is fed to grinding and cutting machines (mechanisms) 6.

Измельченный люпин направляется на сепаратор воздушный 9, где происходит разделение на:The crushed lupine is sent to the air separator 9, where it is divided into:

1. Оболочку с последующим ее дроблением на дробилке молотковой вертикальной 16 и хранением в бункере 17.1. The shell with its subsequent crushing on a hammer crusher vertical 16 and storage in the hopper 17.

2. Раздробленный люпин, который в свою очередь разделяется на сепараторе на 3 фракции:2. The crushed lupine, which in turn is divided into 3 fractions on a separator:

- люпиновую крупку размером 3-6 мм,- lupine nibs 3-6 mm in size,

- мелкую крупку для дальнейшего тостирования в сушилках 20 и 33,- fine grains for further toasting in dryers 20 and 33,

- целый люпин и крупную более 6 мм крупку, которые по самотеку направляются на повторную переработку.- a whole lupine and coarse grains of more than 6 mm, which are sent by gravity to recycling.

Крупка фракции 3-6 мм подается в трубчатый паровой нагреватель-сушилку 20, где продвигаясь в межтрубном пространстве нагревается до температуры 80-100°С и поступает в порционный паровой пропариватель 23, в котором подвергается термо-влажной обработке паром с давлением 5 атм и температурой 140°С в течение 2-3 мин, в зависимости от необходимой величины показателя МРП белка (защищенность).The grains of the 3-6 mm fraction are fed into a tubular steam heater-dryer 20, where, moving in the annular space, it is heated to a temperature of 80-100 ° C and enters a batch steam steamer 23, in which it is subjected to thermo-wet steam treatment with a pressure of 5 atm and a temperature 140 ° C for 2-3 minutes, depending on the required value of the protein MPI (security).

В связи с тем, что после пропаривателя продукт выходит с избыточной влагой, он подается вначале на аэровибрационную сушилку 25, где, проходя по вибрирующим днищам с отверстиями, подсушивается горячим воздухом после паровых калориферов.Due to the fact that after the steamer the product leaves with excess moisture, it is first fed to an air-vibration dryer 25, where, passing through vibrating bottoms with holes, it is dried with hot air after steam heaters.

Принцип действия плющильно-резательного вальцового станка 31 основан на разрушении зерна в зазоре между двух цилиндрических вальцов, вращающихся навстречу друг другу (фиг. 2). Вальцы вращаются синхронно или со скольжением (с разным числом оборотов). На их рабочей поверхности обычно имеются рифли, расположенные по окружности или ориентированные по образующей цилиндра. В последнем случае профиль рифлей выполняется в соответствии с нормами мукомольного производства - асимметрично. Все это, вместе с величиной зазора, предполагает множество схем и режимов дробления и соответствующих результатов в виде фракционного состава получаемого продукта. Очевидно, чем больше зазор между вальцами и площадь сечения канавки нарезки (профиля рифли), тем меньше в продукте мелкой фракции и больше крупной. Понятно, что все размеры надо сопоставлять со средним размером частиц исходного продукта.The principle of operation of the flatting-cutting roller machine 31 is based on the destruction of grain in the gap between two cylindrical rollers rotating towards each other (Fig. 2). The rollers rotate synchronously or with sliding (with different speeds). On their working surface there are usually riffles located around the circumference or oriented along the generatrix of the cylinder. In the latter case, the profile of the riffles is performed in accordance with the norms of flour milling - asymmetrically. All this, together with the size of the gap, involves many schemes and modes of crushing and the corresponding results in the form of the fractional composition of the resulting product. Obviously, the larger the gap between the rollers and the cross-sectional area of the groove of the cut (corrugation profile), the smaller the fine fraction in the product and the larger the coarse one. It is clear that all sizes must be compared with the average particle size of the starting product.

Рассмотреть все комбинации схем и режимов не представляется возможным. Реально нам доступны вальцы с продольными рифлями и оборудование, позволяющее варьировать частоту вращения вальцов, скольжение и зазор.It is not possible to consider all combinations of schemes and modes. In reality, we have available rollers with longitudinal flutes and equipment that allows us to vary the frequency of rotation of the rollers, slip and clearance.

Для окончательной сушки крупка подается в трубчатую паровую сушилку 33 и далее в охладительную колонку 34, где охлаждается продуваемым воздухом.For final drying, the grits are fed to a tubular steam dryer 33 and then to a cooling column 34, where they are cooled by purged air.

Продукт, высушенный до влажности не более 14% и охлажденный до температуры, не превышающей температуру окружающего воздуха более чем на 10°С, имеет удовлетворенную сыпучесть, не слеживается. Объемная насыпная масса составляет 710-740 гр./л. Готовый продукт подается в бункер 37 для хранения и дальнейшей отгрузки потребителю. Не указанные в описании позиции являются вспомогательными и не влияют на технологическую последовательность процесса.The product, dried to a moisture content of not more than 14% and cooled to a temperature not exceeding the ambient temperature by more than 10 ° C, has a satisfied flowability, does not cake. The bulk density is 710-740 g / l. The finished product is fed into the hopper 37 for storage and further shipment to the consumer. The positions not indicated in the description are auxiliary and do not affect the technological sequence of the process.

Предложенная линия также позволяет подать целый люпин в оболочке на предварительный нагрев в сушилку 20 и обработать его затем острым паром с давлением Р=5 атм в пропаривателе 23 в течение 5-6 мин и после подсушки на аэровибрационных сушилках 25 направить на плющильно-резательный вальцовый станок 31 с регулируемым зазором между валками (фиг. 2) для получения люпиновых хлопьев 0,8-1,0 мм.The proposed line also allows you to apply a whole lupine in the shell for preheating in the dryer 20 and then treat it with hot steam with a pressure of P = 5 atm in the steamer 23 for 5-6 minutes, and after drying on air-vibration dryers 25, send it to a conditioning and cutting roller mill 31 with an adjustable gap between the rollers (Fig. 2) to obtain lupine flakes of 0.8-1.0 mm

После сушки в сушилке 33 и охлаждения в колонне 34 хлопья подаются в накопительный бункер для хранения и в дальнейшем на отгрузку.After drying in the dryer 33 and cooling in the column 34, the flakes are fed to the storage hopper for storage and subsequently for shipment.

Не указанные в описание позиции являются вспомогательными и не влияют на технологическую последовательность процесса.Items not specified in the description are auxiliary and do not affect the process sequence of the process.

Claims (1)

Линия по переработке зерен люпина, содержащая последовательно установленные и функционально связанные конвейер винтовой зерна, подающий зерно в бункер накопительный зерна, после чего зерно проходит через камнесборник, и подается в бункер-течку перед измельчителями зерна, после которых линия содержит норию смеси, сепаратор воздушный, сепаратор зероноочистительный и бункер накопительный крупки с конвейером винтовым крупки и норией для крупки, также имеется конвейер для оболочки, бункер-течка перед дробилкой, дробилка молотковая вертикальная, бункер накопительный оболочки, конвейер для крупки, бункер надсушильный, сушилка крупки, бункер перед пропаривателем, связанным с бункером-течкой, установленным перед аэровибрационной сушилкой, после чего размещена нория крупки влажной, сепаратор магнитный, бункер над плющильно-резательным вальцовым станком, содержащим по меньшей мере два цилиндрических вальца, установленных с возможностью вращения синхронно или со скольжением навстречу друг другу для получения хлопьев, а после станка расположена сушилка хлопьев и охладительная колонна, после которой установлена нория для хлопьев, связанная конвейером для хлопьев с бункером накопительным хлопьев.A line for processing lupine grains, containing sequentially installed and functionally connected helical grain conveyor, feeding grain into the storage hopper of grain, after which the grain passes through a stone collector, and is fed into the estrus bunker in front of grain grinders, after which the line contains the mixture elevator, an air separator, grain cleaning separator and storage hopper with a conveyor screw grits and noriya for grits, there is also a conveyor for the shell, a bunker estrus before the crusher, hammer crusher vertik linen, storage hopper hopper, grinder conveyor, drier hopper, grinder dryer, hopper in front of the steamer connected to the heat hopper installed in front of the air-vibration dryer, after which the wet grill noria is placed, the magnetic separator, the hopper above the flap-cutting mill containing at least two cylindrical rollers mounted rotatably synchronously or with sliding towards each other to obtain flakes, and after the machine there is a flake dryer and a cooler the first column, after which a noria for cereal is installed, connected by a conveyor for cereal with a storage hopper for cereal.

Images