Шелушение зерна белого люпина

Ряд достоинств зерна белого люпина делают его востребованным на рынке растительного белка, при этом ряд потребителей интересует ядро свободное от оболочек, имеющее повышенное (до 50%) содержание белка [1]. Поэтому в качестве первого этапа переработки можно рассматривать процесс разделения зерна на анатомические части. Специфическая форма белого люпина не позволяет отделить оболочки, которые составляют до 20% по массе зерна, без предварительного разрушения ядра.

Дробление зерна люпина на вальцевом станке приводит к образованию двух принципиально разных продуктов:
1. Измельченного ядра в виде частиц неправильной формы и различной крупности, освобожденных от оболочки (крупки);
2. Более или менее дробленой оболочки в виде чешуек.

Разделение этих двух фаз возможно на пневмосепараторе, поскольку крупка имеет большую плотность и скорость витания, чем оболочки. Тем не менее, следует заметить, что в относы уходит и часть мучнистой фракции продуктов дробления ядра. Поэтому, при ситовом анализе крупки фракция < 2 мм оказывается обедненной.

В качестве экспериментального материала использовалось зерно белого люпина сорта «Дега». Дробление проводилось на вальцах с продольной нарезкой. Вальцы устанавливались по схеме «острие по острию». После измельчения продукт пропускался через пневмосепаратор при скорости воздуха в пневмоканале 7.5 м/с.

В результате поисковых экспериментов было установлено, что основными факторами, существенно влияющими на показатели качества измельченного продукта, являются зазор между вальцами и влажность.

Основным продуктом рассматриваемой операции «дробление-шелушение» является крупка, т.е. дробленое ядро свободное от оболочки. Общий выход крупки после пневмосепарирования в зависимости от зазора между вальцами при дроблении зерна можно проследить по рис. 1.
Изменение выхода при заявленной процедуре переработке возможно за счет изменения доли мучки и оболочек в крупке (после отвеивания). С увеличением зазора в диапазоне 1.0 - 2.5 мм выход крупки возрастает. Это связано как со снижением относительной доли мучки, и, в частности, отвеиваемой в относы, так и ростом доли крупной фракции, на частицах которой остаются элементы оболочки. 

 Влияние зазора
В зависимости от зазора изменяется и фракционный состав крупки, в частности, средний размер частиц, стандартное отклонение и коэффициент вариации, как это видно из рис.2.

На рис.3  представлены  полигоны  (эмпирические  плотности)  распределения  (по массе) крупки.
Как и следовало ожидать, с увеличением зазора доля крупных фракций возрастает, а мелких убывает, т.е. среднее значение размера частиц растет с ростом зазора практически линейно. При этом отметим и возрастание стандартного отклонения.

Влияние влажности
Выход крупки с ростом влажности зерна увеличивается, что следует из графика на рис.4. Это связано со снижением доли образующейся мучки и с возрастанием доли частиц крупной фракции с остатками оболочек.
Возрастают средний размер и стандартное отклонение частиц, при этом коэффициент вариации несколько снижается.
Существенно влияние влажности на фракционный состав крупки. Из рис.5 видно, что ростом влажности существенно нарушается симметрия эмпирической плотности распределения.
Поскольку симметрия характеризуется моментом третьего порядка, отмечено его резкое возрастание.
Визуальный анализ фракций крупки различной влажности показывает, что с ростом влажности во фракции > 4 мм увеличивается доля частиц с остатками оболочки.

Заключение
Производительность вальцовых станков и дробилок, предлагаемых на рынке пищевого оборудования, колеблется от нескольких сот килограмм до нескольких тон. Полученные результаты позволяют говорить о возможности успешной организации первичной переработки зерна белого люпина на подобных дробилках.
На рис. 6 представлены некоторые продукты первичной переработки.
Однако использование вальцовых дробилок для получения крупки свободной от оболочек требует дополнительного оборудования и по существу создания технологической линии, что не всегда целесообразно при малой производительности. Поэтому имеет смысл апробировать другие типы шелушильно-измельчительных машин, оправдавших свое применение при производстве, например, крупы гороховой.

Очевидно, чистое ядро и оболочки являются сырьем для дальнейшего более глубокого передела зерна люпина - производства муки, экструдантов, концентрата, изолята и т.п. Актуальным является вопрос термообработки.

Литература
1. Зверев СВ., Панкратьева И.А., Цыгуткин А.С,  Штеле А.Л. Люпин в народном хозяйстве. «Хренение и переработка зерна», 2014. №5.

---