Разработка безопасной эргономичной установки для приготовления взрывом продуктов из зернового крахмалосодержащего сырья для пищеконцентратной промышленности

С ростом рынка продуктов быстрого приготовления (ПБП), кондитерской отрасли, прочих направлений пищеконцентратной промышленности возрастает спрос на оборудования для приготовления взорванных (вздутых) крахмалосодержащих зёрен (риса, гречки, пшеницы, и др.), а также картофеля. С одной стороны, оборудование должно быть продуктивным, обеспечивая наивысший выход числа взорванных зерен по отношению к загруженным, с другой стороны – безопасным, так как взрыв крахмалсодержащих продуктов осуществляется с использованием высоких температур и избыточного давления. Это делает процесс приготовления вздутых зёрен и картофеля опасным, особенно при создании резкого перепада давлений внутри технического устройства, в котором их готовят.

Известны несколько современных технических решений для приготовления взорванных крахмалосодержащих продуктов:

1. Устройство для взрывания кукурузы, выполненное в виде цилиндра, заполняемого порцией зерна. Из-за того, что при взрыве зерен парусность их значительно возрастает, это позволяет с помощью воздуха, подаваемого в устройство, обеспечить вынос взорванных зерен в верхнюю часть устройства, и далее в накопительную емкость. Но данное устройство имеет такой недостаток, как неравномерный прогрев зерен, из-за чего они неравномерно взрываются и блокируют поступление тепла к не взорванным зернам. В результате до 40% зерен остаются не взорванными, что снижает эффективность данной установки. Кроме того, установка предусмотрена только для вздутия кукурузы, практически не подходит для картофеля, зерен риса, пшеницы.

2. Вышеупомянутое устройство было усовершенствовано путем добавления в него приспособления, обеспечивающего отделение не взорванных зерен от взорванных и их отвод по наклонному днищу (наклон от 30 до 55°). Практика применения показала, что, если не регулировать подачу зерна на взрыв, то постепенно образуются «завалы» взорванных зерен, которые блокируют дальнейшее движение готового продукта по днищу. Данную проблему попытались решить путем подачи горячего воздуха, однако результативность всегда зависит от случая (предположительно – формы взорванных зерен и из зацепления друг с другом). Бóльший наклон днища приводит к высыпанию не взорванных зерен под воздействием силы тяжести. Таким образом, данное устройство опять же не обеспечивает достаточной эффективности технологического процесса. Помимо описанных недостатков устройство так же не подходит для вздутия риса, гречки и прочих крахмалосодержащих зёрен.

3. Цель нашей разработки – конструкция такого устройства установки для приготовления взрывом продуктов из зернового крахмалсодержащего сырья, которая бы обеспечила, с одной стороны, эргономичность и безопасность работы с ней, с другой стороны, обеспечила бы максимальное количество взорванных зерен (максимальный объем взорванного картофеля).

   На основе изучения существующих моделей, выявлены 2 главные проблемы установки, которые мешают использовать её в массовом производстве вздутого зерна. Первая проблема- это узел герметизирующей крышки, выполняемый только для ручной работы. Крышка имеет низкую надежность и высокую степень опасности при срабатывании. Вторая проблема- обогрев камеры высокого давления. Перемешивание зерна в процессе нагрева должно быть непрерывным, и реализуется путем вращения корпуса камеры высокого давления. Ввиду этого существующие аппараты имеют только, нагрев посредством газовой горелки. Регулировка температуры так же не предусмотрена. Учитывая эти 2 главные проблемы можно заключить что представленные на рынке образцы оборудования не способны обеспечить стабильности техпроцесса приготовления зерна, не способны обеспечить безопасность оператора и самой установки в целом. Все это не позволяет использовать подобное оборудование в условиях производственных предприятий.

   В рамках данного проекта планируется разработать, и глубоко проанализировать предварительные варианты решения вышеуказанных проблем. Произвести и испытать прототипы спроектированных механизмов, выбранных на основе анализа конструкций.

Разработка ведется при финансировании фонда содействия инновациям.