ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МОДУЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ В СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ

АННОТАЦИЯ

В данной статье научно исследованы вопросы повышения эффективности процесса очистки зерна пшеницы от посторонних и технологических примесей. В качестве объекта исследования были выбраны различные сорта пшеницы, поступающие на мельницу АО «Uchqo‘rg‘on don mahsulotlari» и проанализированы их качественные показатели до и после очистки. В ходе работы была проведена оценка технологической эффективности традиционных сепараторов А1-БИС-12 в лабораторных и производственных условиях, и установлено, что их реальные рабочие показатели ниже паспортных значений. На основе полученных результатов были изучены технические и технологические преимущества современной модульной системы очистки зерна - технологии Vitaris. Экспериментальные данные показали, что при использовании модульной системы Vitaris количество общих примесей в составе зерна снижается в среднем до 79-80%, что обеспечивает более высокую эффективность по сравнению с традиционными сепараторами. Значительное сокращение количества примесей в расчете на 1 тонну пшеницы способствует повышению стабильности последующих технологических процессов - увлажнения, отволаживания и измельчения.

ABSTRACT

This article presents a scientific investigation into improving the efficiency of cleaning wheat grain to remove foreign matter and process-related impurities. The objects of study were various wheat varieties delivered to the "Uchkurgon don maxsulotlari" JSC mill; their quality indicators were analyzed before and after cleaning. In the course of this research, the technological effectiveness of traditional A1-BIS-12 separators was evaluated under laboratory and production conditions, and it was determined that their actual performance indicators are lower than their nameplate values. Based on these results, the technical and technological advantages of a modern modular grain cleaning system, the Vitaris technology, were studied. Experimental data showed that using the Vitaris modular system reduces the total amount of impurities in the grain by an average of 79-80%, which provides higher efficiency compared to traditional separators. A significant reduction in the amount of impurities per ton of wheat contributes to the increased stability of subsequent technological processes: conditioning, tempering, and grinding.

Ключевые слова: зерно пшеницы, технология очистки зерна, модульная система очистки, сепаратор А1-БИС-12, система Vitaris, технологическая эффективность, уменьшение отходов, энергосбережение

Keywords: wheat grain, grain cleaning technology, modular cleaning system, A1-BIS-12 separator, Vitaris system, technological efficiency, waste reduction, energy saving

Введение. Производство и переработка зерна являются одним из важнейших и стратегических направлений пищевой промышленности. Для обеспечения населения качественной и безопасной мукой и зерновой продукцией решающее значение имеют исходное состояние зернового сырья, в особенности его чистота и технологические качества. В процессе сбора урожая, транспортировки и хранения в зерновую массу попадают различные минеральные, органические и биологические примеси. Эти примеси ухудшают технологические свойства зерна, снижают качество и выход продукции, а также отрицательно влияют на санитарно-гигиенические показатели готовой продукции [1].

Процесс очистки зерна обычно состоит из нескольких этапов и основывается на принципе разделения компонентов зерновой массы по их физико-механическим свойствам (размер, плотность, аэродинамические характеристики). Этот принцип включает в себя отделение легких органических примесей из зерновой массы с помощью воздушного потока, механическую сортировку различных фракций через сита и, при необходимости, отделение посторонних примесей с помощью магнитных или оптических сепараторов.

Современные научные исследования направлены на повышение эффективности оборудования для переработки зерна, внедрение энергосберегающих технологий и разработку автоматизированных систем контроля [2,3].

Эффективность технологии очистки зерна не только повышает качество технологического процесса, но и улучшает пищевую безопасность зерновой продукции, её срок хранения и возможности выхода на рынок. Поэтому глубокий научный анализ и оптимизация процессов очистки зерна в современной аграрной и пищевой промышленности являются одной из актуальных научно-практических задач [4,5].

Постановка проблемы. Современные технологии очистки зерна основаны на механическом, аэродинамическом, ситовом и магнитном методах сепарации, комбинация которых позволяет с высокой эффективностью отделять различные примеси из зерновой массы. Правильная организация процесса очистки зерна не только обеспечивает эффективную работу технологического оборудования, но и способствует снижению энергопотребления на последующих этапах - увлажнении, измельчении и просеивании, а также повышению качества и выхода муки. В настоящее время в зерноперерабатывающей промышленности Узбекистана внедряются современные высокопроизводительные линии по очистке зерна. Однако разнообразие зернового сырья, изменчивость количества примесей и потребность в энергосберегающих технологиях требуют совершенствования процессов очистки зерна на научной основе. В связи с этим глубокое изучение процессов очистки зерна от различных примесей, а также анализ эффективных методов и технологических решений приобретают актуальное научно-практическое значение.

Результаты и их анализ. В данном исследовании на примере АО "Учкурган дон махсулотлари" мы проанализировали показатели качества зерна пшеницы, поступающего в зерноочистительное отделение мельницы и после очистки. Целью исследования является предложение технологических решений на основе современной экономичной модульной системы для повышения эффективности очистки зерна и оптимизации процесса производства муки.

В качестве объекта исследования были взяты 3 местных сорта пшеницы, выращенные в Узбекистане и принятые на предприятие. Результаты анализа физико-химических показателей зерновой массы, направляемой в зерноочистительное отделение мельницы, приведены в таблице 1.

Исходя из цели исследования, была проанализирована эффективность работы воздушно-решетного сепаратора марки А1-БИС-12, применяемого для очистки зерновой массы от примесей. При этом технологические показатели определялись в лабораторных и заводских условиях, и на основе полученных результатов были исследованы необходимые показатели для технологического сравнения с целью рекомендации модульной системы очистки зерна Vitaris к производству.

Таблица 1.

Сорта пшеницы и их качественные показатели

Для определения эффективности работы сепараторов А1-БИС-12 были проведены следующие опыты. Содержание примесей в зерне и технологическая эффективность имеют вышеуказанные показатели: На основании полученных результатов эффективность была рассчитана по следующей формуле:

где: a - содержание примесей в зерне, поступающем в машину; b - содержание примесей в зерне, прошедшем через машину [6].

Таблица 2

Анализ эффективности сепаратора А1-БИС-12

Результаты экспериментального исследования показали, что эффективность работы сепараторов значительно ниже паспортных показателей. Низкая эффективность объясняется несколькими технологическими и физическими факторами. Если соотношение пыли, камней, стекла, сорных семян и других примесей в зерне не соответствует технологическому балансу, сепаратор не может одинаково эффективно отделять все примеси. Например, при слишком большом содержании лёгких фракций их отделение воздушным потоком будет недостаточным; при большом количестве тяжёлых фракций их извлечение затрудняется.

Вместе с тем, поскольку технологическая эффективность сепараторов А1-БИС-12 ниже паспортных показателей и они не способны полностью отделять примеси в производственных условиях, рекомендуется применять современные модульные технологические решения, в частности, модульную систему очистки зерна Vitaris.

Таблица 3.

Характеристика системы очистки Wiitaris

Таблица 4.

Основные технические характеристики модульной системы Vitaris.

Повышение эффективности производства - благодаря тому, что все этапы очистки расположены друг над другом, производственный поток ускоряется, экономятся трудовые и энергетические ресурсы, а качество муки остается стабильным.

Данная машина имеет продуманную конструкцию, в которой компоненты и элементы расположены вертикально, один над другим. Кроме того, благодаря версии с рециркуляцией воздуха, снижается и потребление свежего воздуха. Передовая технология обработки воздуха сокращает необходимое количество свежего воздуха на 90%, одновременно экономя затраты на техническое обслуживание за счет уменьшения общей площади фильтра. Экономия энергии до 15% достигается за счет управления воздушным потоком с помощью электрических преобразователей частоты вместо ручной регулировки вентиляционных заслонок. Система очистки Vitaris обеспечивает эффективное производство с высокой производительностью и низким энергопотреблением. Это оборудование способствует повышению качества конечной продукции и сокращению отходов за счет качественной очистки зерна. Является идеальным решением для предприятий большой и средней мощности.

Таблица 5.

Анализ эффективности модульной системы Vitaris

Таблица 6.

Снижение количества отходов на 1 тонну пшеницы после прохождения через оборудование

Количество отходов определялось по следующей формуле.

M=S

где : S - общая масса пшеницы; Р - процентное содержание примесей в пшенице.

Как показали опыты и производственные условия, если на сепараторах А1-БИС-12 эффективность составляет в среднем 71-73%, то с помощью модульной системы Vitaris её можно довести до 79-80% и выше. Это значительно сокращает количество отходов и обеспечивает стабильную подготовку зерна к процессу измельчения.

Вывод. В результате проведённых исследований была определена эффективность использования современных технологических решений в процессе очистки пшеницы. В качестве объекта исследования были выбраны образцы пшеницы со степенью засоренности 6,5-7,0%. Если до процесса очистки содержание примесей в зерне составляло в среднем 6,8%, то после очистки этот показатель снизился до 1,41%. Эффективность технологического процесса составила в среднем 79,2%, при этом было установлено, что отделено почти 80% от общего количества примесей в составе зерна. Это свидетельствует о том, что система очистки работает с высокой эффективностью. Исходное количество примесей в расчёте на 1 тонну пшеницы составляло 65-72 кг; после сепаратора А1-БИС-12 количество примесей сократилось до 17,5-19,7 кг. При применении модульной системы очистки Vitaris количество примесей сократилось ещё больше, составив 13,6-14,7 кг. Это подтверждает, что эффективность очистки модульной системы Vitaris выше по сравнению с традиционными сепараторами.

В целом, внедрение модульной системы очистки Vitaris на линии очистки пшеницы способствует улучшению качества зерна, снижению количества отходов, а также повышению эффективности последующих технологических этапов (увлажнение, отволаживание и измельчение).

Список литературы:

1. Olkhovskiy V., Dudarev I. Separation Methods and Separators of Grain Mass. Agricultural Machines, No. 47, 2021. DOI: 10.36910/acm.vi47.655.
2. Glushkov A. L. Analysis of the design and technological process of grain cleaning machines operating on pneumatic fractional technology (review). Agricultural science Euro-North-East, 2025. DOI: 10.30766/2072-9081.2025.26.3.519-535.
3. Bazaluk O. et al. Improving Energy Efficiency of Grain Cleaning Technology. Applied Sciences, Vol.12, 2022, Article 5190. DOI: 10.3390/app12105190.
4. Badretdinov I. et al. Mathematical Modeling of the Grain Material Separation in the Pneumatic System of the Grain-Cleaning Machine. Journal of Applied Engineering Science.
5. Bekarov A.D., Mishkhozhev V.Kh., Gabaev A.Kh. Completeness of Separation of Impurities from Grain Heap by Conveyor Cleaning of Grain Harvester. (FAO AGRIS 2025).
6. Копейкина Т.К., Мелькинов Е.М. Практикум по мукомольно-крупяному и комбикормовому производству. М., “Колос”, 1972.