Шелушение зерна белого люпина


Белый люпин продвигается на рынке зерна в качестве альтернативного сое источника сравнительно дешевого растительного белка [1].
Семена белого люпина имеют четырехугольную форму с закругленными углами, приплюснутые, розово-телесного цвета. 

Внешний вид зерна белого люпина сорта «Дега» представлен на рис.1, а некоторые его характеристики приведены в табл. 1.



Таблица 1. Некоторые ориентировочные физико-технологические параметры белого люпина сорта «Дега» (урожая 2012 г., Подмосковье)
 

Показатель

Размер­ность

Среднее значение

Масса 1000 зерен

г

233

Размеры:        ширина

толщина

мм

мм

9,4

4,4

Доля оболочки (по массе)

%

14-19

Толщина оболочки

мм

0,27

Плотность (при влажности 9%)

кг/мЗ

1200

Насыпная плотность (при влажности 7-15%)

кг/мЗ

730-790

Плотность укладки на плоскости

кг/м2

3,4

Содержание белка:     в цельных зернах

   в ядре

%

38,0

44,0



Наиболее широко зерно люпина используется в кормопроизводстве. Известны примеры его применения в качестве пищевой добавки по аналогии с соей [2]. В любом случае зерно целесообразно шелушить – отделить оболочки от ядра, что позволяет повысить белковую компоненту в продукте на 5-7%, и получить продукт в виде различных фракций измельченного ядра (от крупки до муки).

На рис. 2 показаны продукты, полученные при первичной переработке белого люпина.



Процесс шелушения зерна состоит из ряда операций и достаточно хорошо отработан в мукомольно-крупяном производстве. Как правило, он включает в различной последовательности дробление, ситовую и пневмосепарацию, фракционирование. Дробление можно производить на машинах различного принципа действия и конструкции, в частности были апробированы молотковая, валковая и центробежная дробилки, а также ряд специальных машин.

После операции дробления зерна образуется смесь частиц ядра (крупка и мучка) и оболочек различного фракционного состава, в зависимости от режимов и влажности зерна, включая и недоруш (частицы ядра с неотделившимися оболочками). 
Недоруш в основном сосредоточен в крупной фракции (более 5 мм). Мучка (фракция 0-2 мм) после пневмосепарирования скапливается в относах и плохо поддается разделению.
Множественность факторов, оказывающих влияние на показатели качества дробления, затрудняют, а порой делают и невозможным поиск рациональных режимов.
В простейшем случае, для центробежной дробилки, таковыми в первом приближении являются влажность и скорость удара зерна о деку (коррелирует со скоростью периферии рабочего диска). На рис. 3 представлен график выхода крупки после однократного удара.


На рис. 4 даны образцы схода с сита 5 мм, полученные при разной влажности зерна и на различных скоростях периферии диска.



В молотковой дробилке к влажности зерна и периферийной скорости молотков в качестве независимой переменной добавляется диаметр отверстий рабочего сита. Общий выход крупки (относительно массы исходного зерна) в зависимости от скорости молотков и влажности зерна представлен на рис.5.



Еще сложнее обстоит дело с валковой дробилкой. Здесь, кроме влажности, можно варьировать зазором между валками, скоростями валков, схемами их установки, плотностью нарезки рифлей. Дробление проводилось на вальцах с продольной нарезкой (диаметр 250 мм, шаг нарезки 3,3 мм, ? = 20°, ? = 70°). Вальцы устанавливались по схеме «острие по острию». Общий выход крупки после пневмосепарирования в зависимости от зазора между вальцами можно проследить по рис. 6.



Аналогичная зависимость от влажности представлена на рис. 7.



Представленные результаты по дроблению зерна белого люпина на дробилках различной конструкции позволяют оценивать возможный выход чистой крупки более 75%. Однако следует иметь в виду, что они получены при однократном проходе. 
Организация переработки на базе отдельных дробилок требует комплектации целой технологической линии (пневмосепаратор, рассев). В общем случае надо рассматривать всю технологическую цепочку, включая возврат крупной фракции с недорушем на доизмельчение.
   
 Для небольших фермерских хозяйств предпочтительно иметь блочный агрегат, каковыми являются, например, шелушители ШИЗ-0,5 (производительность до 0,5 т/час) и ДМР (производительность до 250 кг/час), общий вид которых представлен на рис. 8 и 9 [3].




Следует заметить, что использование сои предполагает ее тестирование, что требует дополнительных затрат, в то время как люпин из-за низкого содержания ингибитора трипсина может вводиться без термообработки. Тем не менее, термообработка считается одним из способов повышения кормовой ценности зерна и улучшения его органолептических характеристик, в том числе и для бобовых культур.

Предложен ряд методов термообработки – обжаривание, пропаривание, экструдирование, микронизация (ВТМ) и т.п. [4,5]. Термообработка, как правило, приводит к потере влаги, что сказывается на качестве продуктов дробления. В целом, снижение влажности способствует снижению интенсивности механического воздействия при дроблении.

Литература:
1. Гатаулина Г.Г. За белым люпином будущее. Белый люпин – культура XXI века. – 2014. – №1.
2. Зверев С.В., Панкратьева И.А., Цыгуткин А.С., Штеле А.Л. Использование белого люпина в экономике России //Хранение и переработка зерна. – 2014. – №5.
3. Филин В.М., Зверев С.В. Шелушение белого люпина на машинах малой производительности // Комбикорма. – 2014. – №7-8.
4. Зверев С.В., Сесикашвили О.Ш., Буллах Ю.Г. Соя. Свойства. Термообработка. Использование. – Кутаиси: Из-во гос. университета Акакия Церетели, 2013.
5. Зверев С.В. Высокотемпературная микронизация в производстве зернопродуктов. – М.: «ДеЛи принт», 2009.

 
Зверев СВ., доктор технических наук, Кандроков Р.Х., кандидат технических наук, Стариченков А,А., ВНИИ зерна РАСХН

Статья опубликована в журнале:
«Хранение и переработка зерна». Научно-практический журнал. 
– 2014. – №9(186). – С.45-47
 

 
Наверх ↑