MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2010 ROMAN KLÍČ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin Procesy v mlýnské čistírně a její úloha ve mlýně Bakalářská práce Vedoucí práce: Doc. Ing. Jindřiška Kučerová, Ph.D. Vypracoval: Roman Klíč Brno 2010

3 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

4 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma - Procesy v mlýnské čistírně a její úloha ve mlýně - vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. dne. podpis diplomanta.

5 ABSTRAKT Prostudování dostupné literatury a srovnání minulých a současných technologií. Vývoj strojů, změna jejich činnosti a řazení strojů. Příjem,odstranění nejhrubších nečistot proudem vzduchu. Uložení do silových buňek. Sestavení obilné směsi na zámel, vycházíme ze směsné hodnoty obilí. Čištění a třídění v černé čistírně (odkaménkovač, sítový třídič, aspiratér, kombinovaný třídič, magnetický separátor, triér). Bílá čistírna - loupací a kartáčovací stroje jsou nahrazeny odíracími. Hydrotermická úprava v nakrápěči a odležení obilí. Činnosti související s chodem čistírny (separace prachu ze vzduchu, vážení obilí a hmotnostní bilance). Posouzení úlohy čistírny ve mlýně a vliv její činnosti na jakost produktu. Klíčová slova: mlýnská čistírna, čištění, třídění, úprava obilí, kvalita ABSTRACT Studying literature and comparison of past and current technologies. Development of machines, change their activities and sorting machines. Income, coarsest impurities removal stream of air. Saving power in cells. Establishment of cereal mixture, that is based on the value of mixed grain. Cleaning and sorting the black cleaner (cleaner from grit, AC sequencer, aspirater, combined classifier, magnetic separator, trier). White dry cleaning - scrubbing and peeling machines are replaced abrasion machines. Hydro-termic treatment in sprinkel machine and resting grain. Activities related to the operation of purification (separation of dust from the air, mass balance and weighing of grain). Assessing the role of treatment in the mill and the impact of its activities on the quality of the product. Keywords: Mill laundry, cleaning, sorting, editing grain, quality

6 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE.8 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED Příjem obilí, předčištění a uskladnění Příprava obilí k mletí Sestavení směsi na zámel Čištění a třídění obilí v čistírně Navlhčení zrna Povrchová úprava zrna Úkony související s chodem čistírny Separace a odlučování prachu ze vzduchu Vážení obilí Hmotnostní bilance SEZNÁMENÍ S PROVOZEM MLÝNA Řazení strojů Mlýn Brněnec ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY.37 7 SEZNAM OBRÁZKŮ PŘÍLOHY..40 Seznam příloh.41 6

7 1 ÚVOD Počátky mlynářství u nás sahají do 14. století. Dopravní síť v té době prakticky neexistovala, tím pádem vznikalo mnoho mlýnů, které dotvářely malebnou tvář krajiny. Mlynáři byli vážení, lidé dokázali ocenit jejich tvrdou práci a zručnost. V roce 1848 bylo zrušeno nevolnictví, v 19. a 20. století nastaly největší změny, technický rozvoj a modernizace. Díky aplikaci motorového pohonu vznikají nové, dokonalejší mlecí a čistící stroje. Cílem čistírny je připravit obilné zrno tak, aby z něj v mlýnské výrobě mohl být maximálně účinně vytěžen kvalitní endosperm. K šetrnému, ale dostatečnému odstranění obalových vrstev se využívá především fyzikálních vlastností obilí. Každý druh obilí vyžaduje různý technologický způsob zpracování. Všechny fáze čistícího procesu mají stejný význam. Předčistírna navazuje na černou čistírnu, kde je hlavním krokem třídění a separace hrubých nečistot. V bílé čistírně se zrno zbavuje prachu a hydrotermicky dochází k přípravě na vlastní mletí. Pro lidskou výživu v České republice je rozhodujícím zpracovatelem obilí Svaz průmyslových mlýnů. Ročně zpracuje cca 1 milion tun obilí, což představuje 70 % podíl z celkového množství zpracovávaného obilí u nás. Na pečivo a chléb se zpracovává tun obilí, zbytek připadne na výrobu těstovin, pro pečívárny, cukrárny a spotřebitele. Mnoho dalších obilovin jako je oves, pohanka, kukuřice, proso a jiné tvoří jen malý podíl na trhu. 7

8 2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce na téma Procesy v mlýnské čistírně a její úloha ve mlýně bylo prostudovat dostupnou literaturu a vypracovat literární přehled zabývající se používanými postupy a technologiemi. Popsat cestu obilí od první fáze, tedy příjmu a předčištění. Přes průchod vlastní čistírnou, jež zahrnuje popis specifických strojů, jejich chod a princip práce, až po související doprovodné činnosti v čistírně. Na závěr posoudit díky získaným znalostem a pomocí vlastního seznámení s chodem čistírny její důležitost ve mlýně. 8

9 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Příjem obilí, předčištění a uskladnění Příjem zrna do mlýna probíhá podobně jako při příjmu k dlouhodobému skladování. Mlýny v České republice disponují vlastními sklady, často však s omezenou kapacitou. Skladování obilí ve mlýnech je krátkodobé, za minimální přijatelnou se považuje zásoba na 10 dnů, ale ani takové kapacity mnohé mlýny nedosahují. V západoevropských zemích je běžná podstatně větší kapacita mlýnských obilních skladů a obilí se zde uskladňuje často dlouhodobě. Smyslem skladování obilí ve mlýnech je vytvoření dostatečného množství několika různých jakostních partií, z nichž pak můžeme vytvořit směs maximálně vyrovnaných parametrů, tzv. směs na zámel (Příhoda a kol. 2003). Obilí se u nás dopravuje do mlýnů převážně volně ložené na nákladních a speciálních automobilech s přívěsy. V některých případech také na speciálních vlakových vagonech. Hmotnost suroviny pro bilanci se získává vážením aut nebo vagonů před a po vyskladnění na mostní váze. Zde se také odebírají pomocí automatických nebo ručních vzorkovačů vzorky pro ověření jakosti. Po provedení rozboru se dodávka odmítá, pokud by byla v rozporu s požadovanými jakostními parametry (zejména mikrobiologická kontaminace, napadení škůdci atd.). Vyhovující dodávka je přijata (Kučerová, 2008). Obilí se skládá na příjmových místech, nazývaných ve skladech nebo mlýnech příjmové koše. Ty jsou nejčastěji pod úrovní terénu, kryté pletivem. Samospádem z aut a vagonů jsou napuštěny obilím, které je uvnitř přepravováno různým mechanickým transportním zařízením jako jsou elevátory, redlery, šnekové a pásové dopravníky. Do příjmové linky (Obr.1) se zařazuje několik základních čistírenských strojů, hovoříme o předčištění před uskladněním. Mezi tyto stroje patří skalperátor, sítový třídič (mnohdy s aspirační skříní), magnetický separátor a další. Předčištěné obilí putuje podle výsledků laboratorního rozboru do příslušné komory sila (Příhoda a kol. 2003). 9

10 Obr.1 Příklad schématu příjmové linky (Příhoda a kol. 2003) 1 příjmový koš; 2 elevátor; 3 sítový třídič s aspirační skříní; 4 magnetický separátor; 5 elevátor; 6 redler; 7 vlastní sklad Jednou z klíčových operací je řízený příjem obilí podle jakostních ukazatelů (Tab.1), které určují výsledek celého výrobního procesu. Jakostní parametry ovlivňující různou měrou vlastnosti pšenice a žita se dělí na mlýnské a pekařské (Čepička a kol. 1995). Mlýnské vlastnosti znamenají dobrou zpracovatelnost zrna v technologickém procesu a potenciál maximálního vytěžení kvalitního endospermu. Jedná se zejména o soubor fyzikálních vlastností, které se projevují tvrdostí zrna a oddělitelnosti povrchových vrstev. Tyto vlastnosti se při běžné provozní kontrole nestanovují. Důvodem jsou náklady na kvalitní laboratorní mlýn. Z běžně stanovovaných parametrů se do efektivity mlýnského zpracování promítají obsah vlhkosti, obsah popela, podíl příměsí a nečistot a objemová hmotnost. Optimální hodnoty vlhkosti jsou mezi 13,5 14 %, vlhkost nad 14,5 % nedovoluje vést správnou hydrotermickou přípravu zrna k mletí. Nízká objemová hmotnost (u pšenice pod 750 g/l, u žita pod 720 g/l) značí drobné zrno s relativně vyšším podílem obalových vrstev a souvisí tak s celkovým obsahem minerálních látek, tedy popela v zrnu. Vyšší obsah příměsí a nečistot zvyšuje množství čistírenských odpadů a je tudíž nežádoucí především z ekonomického hlediska. Pekařské vlastnosti obilí jsou souborem spíše biochemických parametrů, které předpovídají technologické vlastnosti mouk a jejich zpracovatelnost ve výrobě. Jedná se o obsah N-látek, lepku a stanovení čísla poklesu (Příhoda a kol. 2003). 10

11 Obsahy N-látek se s výjimkou severních Čech příliš neliší. Obsahy mokrého lepku jsou v oblasti Moravy a směrem k východu republiky vyšší, to je ovlivněno kvalitou a vazností pšeničné bílkoviny při vypírání lepku (Rozdíly ve složení obilí na území ČR, 2008). Tab.1 Přehled základních jakostních parametrů u potravinářské pšenice a žita (Příhoda a kol. 2003) Pšenice: Vlhkost (%) N-látky v sušině (%) Obsah mokrého lepku v sušině (%) Objemová hmotnost (g/l) Číslo poklesu (s) Gluten index Zeleny test (ml) Obsah příměsí (%) Obsah nečistot (%) Žito: Vlhkost (%) Objemová hmotnost (g/l) Číslo poklesu (s) Obsah příměsí (%) Obsah nečistot (%) 3.2 Příprava obilí k mletí Prvním krokem bývá sestavení směsi obilí na zámel, která je pomocí dávkovačů vedena do mlýnské čistírny (Kučerová, 2008). Přípravou k mletí jsou technologické procesy, kterými prochází sestavená směs na zámel částí mlýna označovaná jako mlýnská čistírna. Čištění obilí představuje pouze jednu ze dvou částí přípravy a to mechanickou. Druhou část, která je stejně významná, představuje hydrotermická úprava. Příprava zrna k mletí má svou nezastupitelnou funkci. Bez pečlivého sestavení směsi k zámelu nedocílíme plnohodnotné stability jakosti a stejně tak bez správného a účinného procesu přípravy nelze ve vlastním mlýně, jakkoli se budeme snažit, dosáhnout optimálních výsledků. 11

12 Principem jednotlivých procesů je odstranění příměsí a nečistot z původní směsi a z povrchu zrna, povrchové opracování obilky odstranění balastních složek a pomocí hydrotermické úpravy změna mechanických vlastností zrna pro úspěšné a účinné mlýnské zpracování. Pomyslně můžeme čistírnu ve mlýně rozdělit na černou zahrnuje operace odstraňující volné nečistoty a příměsi před prvním intenzivním nakrápěním. A bílou ta zahrnuje povrchové vyčištění a opracování zrna po kompletní hydrotermické úpravě (Příhoda a kol. 2003) Sestavení směsi na zámel Při sestavování směsi na zámel se musí vždy uplatňovat oba aspekty, tedy kontrola i řízení jakosti. Kontrola jakosti ověřuje předpokládané parametry obilí. Řízení určuje uložení obilí do komory s předem definovanými vlastnostmi uložených partií. Obilí z komor je do mlýna vypouštěno zcela plánovitě podle parametrů výsledné jakosti, kterou známe vlastnosti směsi na zámel. Zpravidla se směs kontroluje z hlediska obsahu lepku, N-látek a čísla poklesu, popřípadě Gluten indexu a sedimentačního testu (často se využívá kalibrace na NIR analyzátoru) (Příhoda a kol. 2003). Obilí z různých partií se míchá tak, aby jeho vlastnosti odpovídaly co nejvíce jeho určení v dalším zpracování. Vhodným kombinováním vlastností je zaručena standardnost výroby mouk požadovaných vlastností. Rozhodující je potenciál vytvářet dostatečné množství lepku a sacharido-amylásový komplex charakterizovaný nižším poškozením škrobu ( Podle chování ve směsích jsou pšenice tříděny na: - slabé mohou být použity jen s pšenicemi silnými - normální standardní, používané samostatně - silné lze je používat samostatně, ale zejména pro zlepšení slabých pšenic Silné pšenice musí vykazovat vysokou směsnou hodnotu, ve směsích musí dosahovat podstatně lepších výsledků proti teorii. Udává tak sílu reakce dané suroviny na příměs jiné (Muchová a kol ). 12

13 Požadované parametry směsi na zámel vychází z parametrů partií, z nichž jsme směs sestavovali.výpočet teoretické hodnoty lze snadno vypočítat pomocí směšovacího pravidla z ukazatelů, které měříme v rámci mezioperační kontroly (Příhoda a kol. 2003). C t teoretická výsledná vlastnost směsi A + B a vlastnost složky A b vlastnost složky B ( obě vyjádřeny hodnotově) x, y hmotnostní podíly složek A, B ve směsi Z teoretické hodnoty můžeme vypočítat směsnou hodnotu. C t teoretická výsledná vlastnost směsi A + B C p praktická výsledná vlastnost směsi A + B Směsná hodnota udává o kolik % je praktický výsledek vyšší než teoretický. Jeli praktický výsledek rovný teoretickému, je směsná hodnota rovna nule. Technologický efekt je zpravidla vyšší než průměr podle směšovacího zákona. Pro posouzení pšenic jako zlepšovatel se nejvíce hodí pekařský pokus. Mícháním obilí se dosáhne lepších vlastností než mícháním mouk. Nejefektivnější je míchání 3 5 různých odrůd z jedné oblasti (Pelikán, Sáková, 2001). Stanovení rovnováhy mezi jakostí a ekonomickými požadavky je další neméně důležitá část, kterou sestavení směsi na zámel zahrnuje. Složení zámelu se přímo promítá do ceny surovin, která se v českých mlýnech podílí na nákladech cca 80 %. Sestavení zámelu je tedy podstatný ekonomický aspekt. Nežádoucí hlavně po ekonomické stránce je sestavování směsi ze zbytečně vysokých podílů kvalitních a zlepšujících pšenic, tzv. pro jistotu, protože tak zbytečně zvyšujeme výrobní náklady (zejména ve mlýnech, které nedisponují dostatečnými nástroji kontroly a řízení jakosti). 13

14 Na druhou stranu cenově zvýhodněné, avšak nestandardní mouky nám ve finále pekárny ani ostatní zpracovatelé nevykoupí. Technologie sestavení směsi na zámel spočívá v přesném dávkování obilných partií z příslušných komor sila přímo k dalšímu zpracování. Této metody využívají mlýny, kde se často mění požadavky na mouku (hlavně výroba speciálních mouk). Nepřímý způsob (Obr.2) zahrnuje zařazení několika (často tří) přípravných zásobníků. Z jedné či více komor sila je pomocí dávkovačů obilí dopraveno do těchto zásobníků. Výsledná směs na zámel je sestavena z dílčích směsí přípravných zásobníků. Tento způsob je méně operativní, je využíván ve mlýnech se stabilní výrobou pekařských mouk díky lepšímu promíchání a vyrovnání jakostních parametrů (Příhoda a kol. 2003). Obr.2 Nepřímé sestavení směsi na zámel (Hampl, 1988) Čištění a třídění obilí v čistírně První část čistírenského procesu je založena na vytřídění příměsí a odstranění nečistot z obilné směsi. Postupy využívají rozdílné fyzikální vlastnosti, kterými jsou zejména velikost a tvar částic, aerodynamické vlastnosti částic, měrná hmotnost a feromagnetické vlastnosti. Pro pochopení principů třídění sypkých směsí nám slouží jako názorná pomůcka variační křivka dvousložkové směsi na Obr.3 (Příhoda a kol. 2003). 14

15 Principem je separování jednotlivých složek za účelem roztřídění podle kvality nebo třídění obilí a jeho příměsí za účelem jejich odstranění = čištění. Obilí se před vlastním mletí dokonale zbavuje příměsí, nečistot a dřevnatých vrstev slupky. Do výsledků mlecího procesu se negativně promítne jakékoliv zanedbání v této části,je proto velice důležitá (Čepička a kol. 1995). Obr.3 Variační křivky dvousložkové směsi a) zcela dělitelné složky, ideálně b) částečně dělitelné složky podle vlastnosti X c) nedělitelná směs podle vlastnosti X Výpočet účinnosti třídění = V mlýnské praxi se používá několik jednoduchých vztahů, nejdůležitější jsou: Kde: W n je výtěžek frakce n P n je množství frakce n Q je celkové množství směsi 15

16 Kde: η m je výtěžek složky m ve frakci n Φ mn je čistota složky m ve frakci n a m je podíl složky m ve frakci n Kde: p n je množství frakce n q je množství složky m ve frakci n Účinnost třídícího procesu je závislá na zvolené metodě třídění a podstatně také na zatížení třídiče. Jedná se o to, že pokud hmotnostní tok překročí určitou hodnotu, začne účinnost třídění klesat. Mez hmotnostního toku označujeme jako výkonnost třídiče schopnost zpracovat určité množství materiálu při optimálním efektu (Příhoda a kol. 2003). Odkaménkovače Princip těchto strojů je založen na rozdílné měrné hmotnosti, dochází zde k oddělování stejně velkých částic jako je velikost obilného zrna, ale s různou hmotností. Základem je mírně nakloněné kmitající síto (8 12 ). Odspoda proudící vzduch směrem vzhůru napomáhá utvoření fluidní vrstvy obilí, které tak stéká po směru naklonění síta k výpadu. Kaménky a jiné částice o větší hmotnosti zůstávají na sítě a vibračním pohybem nebo pružnými rázy jsou dopravovány opačným směrem, tedy proti směru náklonu (Obr.4). Správně seřízený odkaménkovač pracuje téměř se 100 % účinností, jsou oddělovány nejen kaménky a těžší příměsi, současně je odsáváno zadinové zrno jako kalibrát (Muchová a kol. 1996). Magnetické separátory Využívají se k oddělování feromagnetických částic z čištěné směsi. V praxi se setkáme se stálými magnety stejně jako s elektromagnetickými separátory (Obr.5) (Čepička, 1995). 16

17 Obr.4 Princip třídění na odkaménkovači (Pavliš a kol. 1980) 1 násypka; 2 síto; 3 mřížka pro rozdělení vzduchu; 4 výpad obilí; 5 ventilátor; 6 vzduchový filtr; 7 výpad kaménků Obr.5 Princip činnosti magnetických separátorů (Possner, Hibbs, 2005) 1 vpád zrna; 2 permanentní magnety; 3 rotující buben; 4 výpad feromag.částic Rozměrové třídění Třídění podle velikosti a tvaru je jeden ze základních principů separace sypkých směsí. V mlýnské praxi se jedná o třídění na sítech, kombinované třídění na apiratérech a třídění na triérech (Hampl, 1988). Třídění na sítech Tento proces je zdánlivě jednoduchý, má-li být jeho účinnost dostatečná, musí splňovat určité předpoklady. Důležitá je volba síta a jeho styčná plocha - všemu by mělo být umožněno propadnout. Používají se kovová, v poslední době plastová síta s různými tvary otvorů kruhovými, podélnými, trojúhelníkovými atd. Konstrukce bývá ve mlýnech nejčastěji rovinná, plochá, dále válcová nebo hranolová. U válcových vysévačů je složitější výměna sít při poškození, na rozdíl od jednodušších hranolových. Pro maximální styk tříděné směsi s povrchem třídiče je nezbytný relativní pohyb směsi po sítu. U vodorovných třídičů se využívá volný kruhový pohyb se šikmým 17

18 kmitáním nebo se šikmou vibrací. Nakloněné třídiče vibrují ve svislé rovině nebo volnoběžně kmitají. Výchozí směs se na sítech dělí na dvě hlavní frakce propad a přepad. Síta jsou uspořádána tak, že na některých tvoří zrno přepad a do propadu se dostávají příměsi a nečistoty a jindy zrno propadá, kdežto příměsi a nečistoty různých velikostí a tvarů tvoří přepad (Příhoda a kol. 2003). Obilní aspiratéry Kombinují v sobě principy rozměrového (třídění na sítech) a aerodynamického čištění (+ vibrace). Odstraňují především prach, hrubší nečistoty, slámu, cizí semena a zadinu. Zrno prochází třemi síty, umístěnými ve skříni spolu s ventilátorem (Obr.6). Na vrchním, nejhrubším sítě se vytřídí největší částice, zrno propadá na druhé, střední síto, kterým opět propadá na třetí, nejjemnější síto. Tady tvoří propad prachové částice a nečistoty a zrno tvořící přepad je znovu čištěno proudem vzduchu od lehkých příměsí a prachu (Kučerová, 2008). Obr.6 Schéma obilního aspirátoru (Pavliš a kol. 1980) 1 vpád; 2 ventilátor; 3 aspirační kanály; 4 šnekové dopravníky; 5, 9 žlábky pro hrubé nečistoty; 6 výpad obilí; 7 výpad drobných nečistot; 8 pohon kartáčovacího zařízení 18

19 Třídění na triérech Toto třídění je založeno na principu rozlišení částic podle jejich délky. Jedná se o vytřídění částic podstatně kratších než zrno základní kultury - koukol, zlomky aj. nebo naopak delších - zrna travin aj. ( Triér je tvořen plechovým válcem, který má ve svém plášti nějakým způsobem (vylisovány, vyraženy) důlky specifických rozměrů. Vrstva obilí je přiváděna do mírně nakloněného válce a pozvolným otáčením dochází k zapadání zrn do důlků, kterými jsou vynášeny nahoru. V určité úvrati nám zrna ideálních rozměrů vypadávají a jsou zachycena pomocí sběrného žlabu, kde tvoří první frakci. Zrna, která nemají žádaný rozměr, ať jsou delší nebo kratší než potřebujeme, vypadávají dříve a tvoří druhou frakci na dně válce. V zásadě rozlišujeme dva typy triérových válců podle rozměrů a tvaru již zmíněných jamek (Obr.7). Koukolník průměr 4-5 mm kde zrno základní kultury zůstává na dně válce, zatímco žlabem jsou odváděny kulovité částice (koukol, zlomky ). A ovesný triér délka jamky 8-9 mm kdy se zrno základní kultury dostává do sběrného žlabu a delší částice, kvůli jiné poloze těžiště z důlků vypadávají dříve a zaplňují dno válce. Kombinací obou typů válců jsme se dostali k triérové stanici, která obsahuje celkem čtyři válce. Dva jsou hlavní koukolník a ovesný. Další dva jsou kontrolní, ty jsou seřízeny k jemnějšímu dočištění frakce. To nám umožňuje velice kvalitní vytřídění delších i kratších příměsí. Ještě existují tzv. cartery diskové separátory. Triéry, které pracují na podobném principu kapes na svislých discích. Triéry tohoto typu, se ale používají především v Kanadě a v USA. Zařízení pro mletí mouky byly základním kamenem zpracování zemědělských produktů po staletí. Jako většina zemědělsko-průmyslové výroby mají zařízení čištění a mletí mouky řadu jedinečných konstrukčních požadavků. Ve snaze shrnout stav postupů výtvarného řešení pro zařízení čistíren a mlýnů v USA, byly přijaté normy a postupy shromážděny a projednány. Díky této knize by se inženýři měli seznámili s konkrétními design úvahami pro výrobní zařízení mletí mouky (Design pro výstavbu a provoz mlýnů, 2007). 19

20 Obr.7 Schéma rozdílu v práci koukolníku a ovesného triéru ( Spirálové třídiče Jednoduchá a účinná zařízení pro třídění závislé na míře kulatosti částic. Ty částice, které se svým tvarem blíží co nejvíce kouli jsou díky volnějšímu pohybu vynášeny k vnějšímu okraji spirálového žlabu. Odtud jsou na konci sbírány odděleně od částic, kterým jejich tvar dovolil pouze pohyb blíže ke středu spirálového žlabu (Obr.8). To nám umožňuje využití alespoň části triérové frakce, kterou jsme dříve nemohli jako odpad využít (Příhoda a kol. 2003). Obr.8 Princip práce spirálového třídiče (Possner, Hibbs, 2005) 1 vstup; 2 aspirace; 3 separované frakce (zrno, zlomky, kulovatiny). 20

21 Optické třídiče Optický barevný třídič využívá nejmodernější technologii italské společnosti SEA Srl, která je předním výrobcem optických třídicích zařízení. Použitím barevného třídiče se eliminuje potřeba válcových a gravitačních separátorů. Technologie optického třídění umožnila společnosti Ocrim vyvinout zařízení, které výrazně zjednodušuje proces čištění. Optický třídič zajišťuje odstranění nejenom cizích zrn, ale rovněž i defektních zrn jako je námel, svraštělá zrna, zrna vikve a zrna napadená hmyzem, která mají stejnou velikost jako zdravá zrna, ale tradičním zařízením se obtížně odstraňují a působí problémy projevující se černými stipy v mouce (Mlýn produkující mouku pro výrobu těstovin, je vybaven nejmodernější technikou a technologií, 2007) Hydrotermická úprava Název nám napovídá, že se jedná v principu o společné působení vlhkosti a teploty na obilné zrno. Obilí má vysoký specifický povrch, povrch jednoho zrna je více než 15 cm 2, z toho vyplývá vysoká sorpční kapacita. Rozlišujeme tři základní sorpční jevy adsorpce voda se ve formě kapének nebo páry sorbuje na aktivní povrch zrna absorpce vodní pára a voda prostupuje mikrokapilárami do nitra zrna kapilární kondenzace uvnitř kapilár dochází k další kondenzaci vody Sorpce vody je v procesu skladování čistě nežádoucí, ale při přípravě zrna k mletí, při dodržení správného technologického postupu nám významně zlepšuje mlynářské a částečně i pekařské vlastnosti zrna (Pelikán, Sáková, 2001). Klasické kondiciování je založeno na kombinaci řízeného vlhčení a zahřívání obilní masy. Zvýšená teplota nám zvyšuje rychlost pohybu a prostupu vody materiálem, zlepšuje mechanické vlastnosti zrna a schopnost bobtnání. To všechno pouze za správného vedení procesu zahřívání. V českých a středoevropských mlýnech se od klasického kondiciování upouští, hlavně z důvodů energetické náročnosti a negativnímu vlivu vyšších teplot především na aktivitu amylolitických enzymů, které mohou být v některých částech obilní masy zcela inaktivovány. V dnešní době, na základě mnoha zkušeností se využívá nejčastěji univerzální dvoustupňové nakrápění a odležení bez záhřevu. Využívá se závislosti sorpčních jevů (adsorpce, absorpce i kapilární kondenzace) na čase. Základem je rozdílné chemické složení obalových vrstev a endospermu. 21

22 Obecně - obalové vrstvy sorbují větší množství vody než endosperm - tyto vrstvy sorbují vodu zpočátku velmi rychle, poté pomaleji, ale velmi dlouho - endosperm sorbuje vodu méně intenzivně Logicky se snažíme dosáhnout optimálních parametrů kombinací tří nástrojů. 1. intenzita nakropení množství použité vody. Při použití příliš malého množství vody zůstává zachycena v obalových vrstvách a nedojde tak k žádanému částečnému nabobtnání škrobových zrn v endospermu. Pokud je však množství vody příliš velké, dojde ke změknutí škrobu, což vede ke ztrátě křehkosti endospermu a výraznému negativnímu ovlivnění mlynářských vlastností. 2. doba odležení čas potřebný k sorpčnímu procesu. O této době platí totéž jako u intenzity nakropení. Je třeba právě tolik času, aby voda stihla proniknout k endospermu a mohly zde proběhnout jen žádané mechanické změny. 3. četnost opakování cyklu nakropení a odležení zde dochází k vytvoření kompromisu mezi technologickými a ekonomickými aspekty, zohledněnými také odrůdou obilí. Řízení vlhkosti je rozhodující pro úspěšný provoz každého mlýna nebo jiného závodu na zpracování cereálií. Obsah vlhkosti ve zpracovávaném materiálu ovlivňuje charakteristiky suroviny, průběh technologického procesu, kvalitu produktu a hospodářské výsledky. Regulace vlhkosti zrna je důležitým krokem při mlýnském zpracování, vlhkost má dramatický dopad na průběh operací a kvalitu finálního výrobku (Řízení vlhkosti v mlýnském průmyslu, 2003). Nakrápěcí zařízení Nejvyužívanějším zařízením jsou intenzivní nakrápěče (Obr.9), které umožňují nejlépe rovnoměrnou distribuci vody na povrch zrna. Ve vodorovném válcovém skrápěcím plášti se otáčí rotor s úderovými lištami. Rychlost rotoru je víc jak 1000 ot./minutu, obilí je tedy během nakrápění rovnoměrně zvlhčováno po celém povrchu. Konečná vlhkost povrchu obilí se projeví optimální křehkostí a výbornými vlastnostmi pro mletí. Mlýny, které u nás nejsou vybaveny intenzivními nakrápěči používají dávkování vody do pomaluběžných šneků, jejichž efektivita a kvalita práce není zdaleka tak vysoká. Pro regulaci vody se využívá ručního řízení, které vyžaduje častou kontrolu vlhkosti nakrápěného zrna. Poslední dobou i v česku využívají mlýny systémy automatické 22

23 regulace (např. Aquatron od firmy Bühler), který si podle zadané hodnoty vlhkosti a průběžného měření řídí dávkování vody sám (Příhoda a kol. 2003). Rychlost a intenzita sorpce vody je závislá na teplotě. Proto zejména v zimních měsících, kdy zmrzlé zrno nemůže přijmout dost vody bylo ohříváno před nakrápěním v kondicionéru (Kučerová, 2008). Obr. 9 Princip činnosti intenzivního nakrápěče (Bühler, 2008) 1 vstup obilí; 2 přívod vody; 3 výstup vlhkého obilí; 4 regulační ventil; 5 motor; 6 rotor s perutěmi; 7 převod Odležovací zásobníky Jsou posledním krokem v procesu hydrotermické úpravy. Dochází zde ke zhouževnatění obalových vrstev, snazšímu oddělování slupek od endospermu který se stává křehčím. Dobře připravené zrno se vyznačuje suchým endospermem a vlhkou slupkou. Zásobníky musí mít dostatečnou kapacitu, zrno jimi protéká kontinuálně. Vícečetné výpustě (Obr.10), zajišťují pravidelný tok zrna komorou a jeho pravidelný pohyb při vypouštění z odležovacích zásobníků (Kučerová, 2008). Obr.10 Princip vícečetné výpusti odležovacího zásobníku (PROKOP, 2006) 23

24 Nakrápění a odležení technologický postup Parametry vlhčení a odležení zrna jsou dány především jeho výchozí kvalitou. Zabývejme se způsobem práce s měkčím moučným zrnem, které v našich podmínkách naprosto převládá. Český systém pracuje se dvěma stupni nakrápění a odležování. První stupeň slouží k optimálnímu zvlhčení endospermu, vlhkost zrna zvyšujeme asi o 1 1,5 %. Nejvhodnější je tedy vlhkost zrna při příjmu, případně při sestavování směsi na zámel, 13,5 %, maximálně 14 %. Tudíž ji zvyšujeme asi na 15 %, přičemž hodnota 15,5 % je již limitní a vede k vyšší vlhkosti mouk. Doba potřebná k odležení se na prvním stupni pohybuje v rozmezí 2-3 hodin u žita a 4-6 hodin u pšenice při teplotě 20 C. vyšší teploty dobu odležení zkracují, naopak v zimních měsících by se tato doba měla prodlužovat (postupy doporučované firmou Bühler pracují i s více jak 10-ti hodinovým odležením). Po prvním odležení přichází zrno do bílé čistírny a poté přichází na řadu druhý stupeň intenzivního nakrápění a odležení, který se provádí těsně před vlastním mlecím procesem. Odležovací komora zde slouží také jako přípravný zásobník. Ve druhém stupni jsme zaměřeni na zvlhčení obalových vrstev, které zvláční a lépe se oddělují. Nakropení je intenzivní s velmi krátkým odležením, optimálně 5 10 minut. Vlhkost se zvýší o dalšího 0,2 0,5 %, naše a evropské měkčí odrůdy pšenice jdou do mlecího procesu ideálně s vlhkostí %. Delší doba odležení vede opět k nežádoucímu pronikání vlhkosti do endospermu Povrchová úprava zrna Po prvním stupni hydrotermické úpravy následují operace dočištění a opracování povrchu zrna. Převážné množství nečistot a prach jsme odstranily v černé čistírně, zrno však zůstává poměrně dost kontaminováno. Největší nebezpečí zde představují mikroorganismy a jejich produkty (toxiny), dále těžké kovy a organické nečistoty jako chlupy, zárodky a části hmyzu, výkaly apod. Hygienickým aspektům v mlýnské výrobě a všeobecně ve všech potravinářských provozech je věnována zvýšená pozornost než dříve. Populace bakterií se po nakropení a odležení může rozrůst až o 30 %, v bílé čistírně lze podstatnou měrou snížit množství těchto mikroorganismů i ostatních nežádoucích složek (Příhoda a kol.2003). 24

25 Loupací a kartáčovací stroje Principem běžného loupacího stroje je zachycení zrna rozmetadlem, je vedeno proti plášti, tře se o plášť, o sebe navzájem a po nárazu na rozmetadlo se vše opakuje. Hrany smirku krájejí a stahují slupky, nárazy však nesmí být porušeno osemení ani obnažen endosperm. Loupací stroje nikdy nepracovaly zcela uspokojivě, na obilkách zůstávala nedokonale opracovaná místa. Do procesu byly zařazeny kartáčovací stroje. Obecně se doporučovalo méně loupat a více kartáčovat. Jedná se o vodorovnou válcovou skříň, uvnitř se otáčí spirálový kartáč se štětinami, který se brodí vrstvou obilí. Odstraňovalo se zde oplodí, vousky a prach z obilné rýhy. U žita docházelo v těchto procesech i k odstraňování klíčků. V dřívější době se loupacích a kartáčovacích strojů hojně užívalo, dnes jsou převážně nahrazovány účinnějšími a modernějšími odíracími stroji s aspirací (Kučerová, 2008). Odírací stroje Jsou velice jednoduché (Obr.11), obilní masa vstupuje do pracovního prostoru, kde je zrno lopatkami horizontálního rotoru vrháno proti válcovému sítu a postupně prochází celým tělesem až k výpadu. Ulpívající nečistoty se uvolňují nárazy perutí a třením o síto, jedná se o části obalů, vousky, popřípadě zmíněný klíček u žita, které jsou odstraněny aspirací (Příhoda a kol. 2003). Obr.11 Princip činnosti odíracího stroje (Bühler, 2008) 1 vstup zrna; 2 výstup opracovaného zrna; 3 výpad nečistot; 4 rotor; 5 síto; 6 motor; 7 převod 25

26 Debranning Technologie debranning má stejný primární cíl jako konvenční mletí, tj. oddělení otrub od endospermu. Nový a efektivnější způsob při kterém se rozlišují a využívají fyzikální a chemické vlastnosti různých vrstev otrub. Endosperm zůstává zachován po dobu celého procesu, nezměkčuje se přídavkem vody, ale zůstává jako tvrdý vnitřní podklad pro odstranění otrubových vrstev. Pšenice se nakrápí přidáním asi 1 až 3 % vody podle hmotnosti. Množství přidané vody postačuje pro ošetření vnějších otrubových vrstev aniž by je slepilo dohromady (tzv. pláštěnkový efekt). Po nakropení obilí následuje před další technologickou operací kratší odležení po dobu 1 5 minut. Následně se odíráním oddělí čtyři vnější vrstvy otrub s podobným chemickým složením, bohaté na vlákninu potravy. Broušením se odstraní vnitřní otrubnaté vrstvy, využitelné při výrobě potravin a ve farmaceutickém průmyslu. Odležovací doba u následného nakrápění je kratší než u klasického postupu, protože voda proniká do zrna zbaveného otrubových vrstev snadněji. Následující mlecí technologický postup je jednoduší a kratší. Největšími výhodami této technologie je zvýšení výkonu mlýna při zachování stávajícího zařízení, efektivnější a ekonomičtější využití obalových vrstev zrna a také možnost zpracování porostlých pšenic (Sychra, Mareček, 2001). 3.3 Úkony související s chodem čistírny S celým procesem čištění a třídění obilí v mlýnské čistírně souvisí několik podstatných průvodních činností. Popíšeme si je, ačkoliv se na první pohled nezdají být tak důležité, jako ve skutečnosti jsou (Hampl, 1988). Znalost mlýnských toků je velmi důležitá pro získání kvalitní standardizované mouky s vlastnostmi určené pro specifické aplikace. Fyzikálně-chemická a reologická kvalita pšeničné mouky získaná prostřednictvím průmyslového mletí byla analyzována. Reologické chování bylo testováno pomocí alveografu, reofermentografu a zařízením mix-lab. Získané výsledky naznačují, že poškození škrobu, kvalita bílkovin a reologické vlastnosti se liší v závislosti na různých mlýnských proudech (Fyzikálně-chemická a reologická analýza mlýnských toků, 2010). 26

27 3.3.1 Separace a odlučování prachu ze vzduchu Je to důležitý proces, který prostupuje nejen čistírnou, ale celým mlýnem. Z hygienického hlediska je čistírenský prach velkým problémem, skládá se z anorganických i organických částí, je kontaminován sporami plísní, hub, obsahuje bakterie, roztoče, pyly, alergeny a další. Při dlouhodobém vdechování způsobuje chronická respirační onemocnění a organické součásti (především moučný prach) jsou hořlavé a se vzduchem tvoří výbušnou směs. Ve mlýnech proto platí přísný zákaz kouření a jakékoliv manipulace s ohněm, je tu zohledněna montáž elektroinstalace a odlučování prachu ze vzduchu tedy slouží jako významná bezpečnostní prevence. Odlučování prachu se dělí na dvě základní etapy. Aspirace prachu z výchozí obilné směsi prvním krokem je oddělení prachu proudem vzduchu od meliva. A oddělení prachu ze vzduchu v druhém kroku se vzduch od prachu očistí. Ve vlastním mlýně se separace prachu řeší v souvislosti s pneumatickou dopravou meliva. V čistírně je obilí přepravováno, kvůli šetrnosti a ekonomice, zejména mechanickými způsoby dopravy (elevátory, redlery, pásové a šnekové dopravníky). Oddělování prachu probíhá ve strojích s aspirací (sítové třídiče, odírací stroje ) a tam, kde se pracuje intenzivně se vzduchem (odkaménkovače, spirálové třídiče ). V moderních provozech je aspirována například příjmová linka, sila apod. Odlučovače a filtry Rozlišujeme tři typy separace prachu ze vzduchu, založené na dvou principech. První jsou odstředivé odlučovače = cyklóny. Vzduch se zde pohybuje krouživým pohybem, prachové částice se tak dostávají odstředivou silou ke stěnám, po kterých se sesouvají do spodní kónické části kde jsou zachyceny. Vyčištěný vzduch vystupuje nahoru výfukovou rourou (Obr.12). Účinnost odlučování prachu na cyklónech není dostatečná, proto se dnes užívá také filtrů. V čistírnách s centrální aspirací i pro aspiraci mlecích strojů se používají převážně sací a tryskové filtry. Do sacího filtru vstupuje vzduch seshora, v dolním expanzním prostoru prudce mění směr vzhůru, kde na tkanině hadic probíhá vlastní separace prachu. Větší prachové částice klesají na dno expanzního prostoru, zbytek, ulpívající na hadicích musí být pravidelně oklepáván. Konstrukce těchto filtrů je taková, aby uzavřením jednotlivých sekcí byla umožněna tato údržba za provozu (Příhoda a kol. 2003). 27

28 Obr.12 Princip činnosti cyklónu (Příhoda a kol.2003) 1- vstup vzduchu s prachem; 2 výpad prachu ze dna cyklónu; 3 výstup čistého vzduchu Na vzestupu jsou moderní sací tryskové filtry, jejichž režim je řízen automaticky. Jedná se o princip sacích filtrů, kde jsou hadice upevněny na kostrách, které tak umožňují čištění pomocí profouknutí tlakovým vzduchem. Trysky jsou umístěny na horním konci hadic (Obr.13) (PROKOP, 2006). Obr.13 Princip činnosti tryskového filtru (Bühler, 2008) 1- vstup vzduchu s prachem; 2 - výstup čistého vzduchu; 3 - trysky = výpad prachu 28

29 Ve spolupráci s čistírnou mlýna bylo provedeno měření filtrační účinnosti filtrů pro odstranění prachu a souvisejících zbytků. Několik strojů bylo testováno a hodnoceno z hlediska koncentrace částic po odloučení prachu. Naměřené koncentrace byly výrazně nižší, stroje byly dostatečně silné, aby nedocházelo k uvolňování prachu a jeho odstraňování samo o sobě negenerovalo polétavý prach (Hodnocení filtrační účinnosti, 1992) Vážení obilí Ve mlýně máme dva základní druhy vah. Mostní váha je zdrojem kontroly skutečného dodaného množství obilí na sklad. Pracuje na principu měření tlaku na tenzometrické snímače, uložené pod nájezdovou rampou (Obr.14). Tyto snímače mají podle požadavků zákazníka, v našem případě mlýna, různou citlivost a maximální zatížení ( Hraje důležitou roli při obchodování, je tedy zájmem jak prodávajícího pěstitele, tak kupujícího mlýn, aby váhy byly registrované, ověřované a cejchované příslušnými státními orgány. Údaje jsou také důležité pro výpočet obchodní a výkazové bilance, která je podkladem pro účetnictví. Obr.14 Řez tenzometrem a mostní váhou ( Druhým typem jsou technologické váhy (Obr.15,16). Slouží k dostatečně přesnému zjišťování hmotnosti obilí v průběhu celého procesu přípravy k mletí, pro provozní kontrolu a vlastní výrobní bilanci. Měly by být zařazeny alespoň před čistírnu výdejová váha ze sila a za čistírnou váha před prvním šrotem. Další technologické 29

30 váhy mohou být zařazeny kdekoliv v příjmové lince, ale pořízení je dosti finančně náročné (Tab.2). Obr.15 Technologické váhy ( Vážení mostní váhy Vstupní kontrola Příjem do skladu Skladování Výdej na čistírnu Vážení technologické váhy Třídění a čištění v černé čistírně Povrchové opracování odíračka 1. stupeň nakropení a odležení Povrchové opracování odíračka 2. stupeň nakropení a krátké odležení před 1.šrotem Vážení technologické váhy Obr.16 Technologické váhy (Bühler, 2008) Tab.2 Proudový diagram příjem, sklad, čistírna (Pelikán, Sáková, 2001) 30

31 3.3.3 Hmotnostní bilance Bilance mlýnského skladu a čistírny V čistírně je bilance postavena na údajích o výdeji ze sila (před čistírnou) a na hmotnosti před prvním šrotem (po druhém nakropení). Základním bilančním obdobím ve mlýně je měsíc, pro operativní řízení výroby je to však příliš dlouhá doba. V pečlivě vedených mlýnech se zpravidla orientační bilance provádí týdně nebo dekádně, pouze některé výrobní bloky (čistírna, vlastní mlýn) mohou bilancovat bez větších problému denně (Muchová a kol. 1996). Bilance mlýnského skladu je podobná bilanci skladu obilí. M PZ = M S + O 1 + Z 1 Kde: M PZ je hmotnost obilí přijatého ke zpracování v daném bilančním období (kg) M S je hmotnost obilí vydaného ze skladu v daném bilančním období (kg) O 1 hmotnost odpadů z předčistírny (kg) Z 1 hmotnost manipulačních ztrát (kg) Bilance mlýnské čistírny: M C = M S - O 2 + M H1 + M H2 - Z 2 O 2 = O V + O N Z 2 = Z T + Z H Kde: M C je hmotnost obilí před vstupem do mlýna (kg) O 2 je hmotnost odpadů z čistírny (kg) Z 2 jsou ztráty v čistírně (kg) M H1 je hmotnost vody přidané na prvním stupni nakrápění (kg) M H2 je hmotnost vody přidané na druhém stupni nakrápění (kg) O V je využitelná složka odpadů (kg) O N je nevyužitelná složka odpadů (kg) Z T je ztráta na sušině obilí (kg) Z H je ztráta vlhkosti obilí (kg) 31

32 Alternativa pro zvýšení kapacity obilných mlýnů montáž přídavného zařízení do stávající linky. Praktičtější než výměna celého mlecího zařízení za jednotku s vyšší kapacitou je doplnění linky v obilných mlýnech o zařízení, která mohou být využívána jen v případě potřeby. Je až s podivem, že doplňkové mlýny se snadno umístí do stávajících mlýnských prostor. Doplňková zařízení mohou být v provozu jen při provozu hlavního mlýna. Předpokladem je zvýšení kapacity sběrného a přepravního systému a zvýšení kapacity přísunu obilí na čistírnu. Pokud doplňková zařízení nejsou v provozu, nijak neomezují chod hlavního mlýna (Přídavné mlýny alternativa pro zvýšení kapacity, 2008). Řízení jakosti a účinnosti přípravy zrna k mletí Účinnost třídění a čištění obilní masy spočívá za prvé v tom, jak se daří vytěžit zrno a zpracovatelné zlomky zrna základní kultury v čisté formě (to je s minimem příměsí a nečistot). Za druhé, v tom jak se podařilo zabránit ztrátám využitelného meliva. Z hmotnostní bilance pak vycházejí celkové ztráty v čistírně. Při správném vedení procesu přípravy zrna k mletí by pro mlýnskou předčistírnu, sklad i čistírnu měly být množství odpadu a technologické ztráty stanoveny normou odpovídající technickému vybavení mlýna. Z hlediska kontroly a řízení jakosti procesu přípravy zrna k mletí se v čistírně sleduje vlhkost, obsah příměsí a nečistot. První mezioperační kontrola probíhá po sestavení směsi na zámel. Druhá je zařazena za čistírnu, po druhém stupni hydrotermické úpravy je zde stanovována vlhkost (několikrát denně) a obsah příměsí a nečistot, který by měl být roven nule. Jedenkrát ročně by mělo být melivo za čistírnou podrobeno mikrobiologické kontrole. Útvar kontroly a řízení jakosti má na starosti pravidelnou kontrolu čistoty frakcí z jednotlivých čistírenských strojů, míru prašnosti, výskyt skladištních škůdců a celkovou hygienickou situaci v předčistírně, skladu a vlastní čistírně (Příhoda a kol. 2003). 32

33 4 SEZNÁMENÍ S PROVOZEM MLÝNA Provoz pšeničné čistírenské linky jsem konzultoval s mládkem Janem Alexou po prohlídce Mlýna Brněnec v březnu Mlýny představují velkokapacitní jednotky na zpracování surovin, i mírné zvýšení účinnosti může přinést významné zvýšení objemu finálních výrobků, resp. významné úspory provozních nákladů. Klíčovými oblastmi, kde je možno efektivitu měřit a zvyšovat jsou: * Třídění surovin. Zrno dobré kvality bude vždycky poskytovat kvalitní mlýnský výrobek s vynaložením menšího úsilí. Jakost suroviny bývá obvykle zohledněna jakostními příplatky. * Příprava suroviny. Odstranění nečistot ze suroviny usnadňuje práci mlýna a umožňuje výrobu vysoce kvalitních produktů a snížení spotřeby energie vynaložené na zbytečné rozemílání nečistot. * Řízení vlhkosti. Regulace vlhkosti je klíčovým zásahem pro maximální výkon mlýna. Tento faktor ovlivňuje jak výtěžek produktu, tak práci mlýna a neměl by se brát na lehkou váhu (Výkonnost mlýna, 2003). Správná příprava obilí k mletí je zvlášť významná při zpracování méněcenných nebo poškozených surovin. Je také pomocí v boji proti škůdcům, dobřevyčištěné obilí je téměř stoprocentně zbaveno roztočů, sníží se obsah reziduí cizorodých látek a mikroorganismů. Hlavním úkolem je odstranění maximálního množství prachu, který může tvořit až 3 4,5 % (Kučerová, 2008). V čistírně se od hlavní masy obilí oddělí příměsi, nečistoty a drobná zrna. Poté vzniknou tyto podíly: - nezpracovatelný odpad je to část anorganického podílu, prach, sláma a koukol, který se ve mlýně dále nezpracovává, je pytlován a využíván ke krmným účelům, např. pro lesní zvěř - zpracovatelný čistírenský odpad a kalibrát - tvoří organické látky, drobná zadinová zrna a ovesná zrna se semelou na válcové stolici na otruby. 33

34 4.1 Řazení strojů Mlýn Brněnec Pšeničná čistírenská linka uvedená v PŘÍLOZE 1, se nachází v provozovně Mlýn Brněnec v okrese Svitavy. V současné době zde zpracovávají asi 2000 tun pšenice za měsíc na výrobu pekařských mouk na dvou nezávislých linkách, zakomponovaných v šestipatrové budově. Mlýn disponuje také linkou na zpracování žita, která je od roku 2008 nevyužitá. Mlýn splňuje normy ISO Česká republika má nadbytek mlynářských kapacit a tuzemské mlýny se v průměru využívají na 65 procent, vyplývá z údajů Svazu průmyslových mlýnů. Podobný problém má tento obor i v dalších zemích EU, uvedl předseda dozorčí rady svazu Pavel Filip s tím, že kapacit bude zřejmě ubývat ( Veškeré čistírenské i mlýnské stroje jsou od firmy PROKOP mlýnské stroje, Pardubice, Česká republika. Výjimkou je kombinovaný čistírenský třídící stroj od švýcarsko-německé firmy BÜHLER AG, Praha 2, distributor pro Českou a Slovenskou republiku. Obr.17 Sítový třídič ( Obilí je sem dopravováno na nákladních autech, po zvážení a odebrání vzorků je dopraveno přes dva sítové třídiče v předčistírně do příslušné komory sila, kterých je dvanáct. Ze sila je obilí transportováno dopravním pásem, přes váhu a magnetický separátor do šesti zásobníků s dávkovači před čistírnu. Množství navezeného obilí ze sila do těchto zásobníků tvoří zásobu na 1 a půl dne práce. 34

35 Pro sestavení směsi na zámel a dávkování jednotlivých obilních partií jsou v našem případě hlavním kritériem pekařské vlastnosti. Vychází se z výsledků alveografických měření, zvláště z poměru P / L (PŘÍLOHA 2). Mark Thomas a kolektiv (2007) provedli studii, sledovali vztahy mezi alveografickými vlastnostmi a kvalitou pekařské pšeničné mouky. Analizovali dvacet pět obchodních vzorků pšeničné mouky. Obsah popela koreloval s alveografickým indexem bobtnání, G (r = -0,838, P 0,001), obsah lepku a sedimentační hodnota s maximálním přetlakem, P (r = 0,951 a r = 0,875, P 0,001). Konfigurační poměr P / L, nejpodstatnější veličina alveografického měření je určen poměrem maximálního přetlaku v bublině a tažností těsta. Výsledky naznačují, že index bobtnání a W hodnoty deformační energie jsou považovány za ukazatele celkové kvality mouky pro pekařské využití. (Thomas a kol. 2007). Obilná směs jde přes elektromagnetický separátor do kombinovaného třídiče, který zastává několik funkcí. Probíhá zde třídění na sítech, zastupuje funkci odkaménkovače a vše je doprovázeno aspirací. Získáme tak dvě frakce těžkou a lehkou. První tvoří ideální zrna mající požadované vlastnosti tvar, velikost, objemovou hmotnost aj. Tento podíl jde přímo do odíracího stroje. Druhý podíl prochází přes válcovou triérovou stanici (koukolník a ovesný triér), spirálový třídič (je velmi důležité odstranit kulovatiny neabsorbují vodu a špiní hrubé mouky) a teprve teď následuje odírací stroj s vlastní aspirací ( V malém zásobníku je zrno mícháno, váženo, automaticky se měří jeho objemová hmotnost, teplota, vlhkost. Počítačem je řízeno množství vody přiváděné do šnekového nakrápěče, tak aby se zvýšila vlhkost obilí z 13 15,8 %. Kapacita je cca 80 q obilí za hodinu a množství nakrápěcí vody až 300 l za hodinu. Po nakropení přechází zrno do čtyř odležovacích zásobníků, každý má kapacitu asi 45 tun, což určuje dobu odležení okolo 10 hodin. Po prvním odležení prochází zrno přes dva po sobě jdoucí odírací stroje s krátkými perutěmi, za každým z nich je také vlastní aspirační skříň a magnet. Následuje intenzivní kalíškový nakrápěč starý, velice jednoduchý, co se týká principu činnosti, ale vysoce účinný. Po druhém nakropení čeká zrno pouze krátké odležení minut v odležovací komoře, která slouží jako přípravný zásobník před vlastním mletí 35

36 5 ZÁVĚR V bakalářské práci byl vypracován literární přehled na téma Procesy v mlýnské čistírně a její úloha ve mlýně. Zabýváme se zde procesy, kterými od počátku prochází obilí. V první fázi dopravou do mlýna, předčištěním, uskladněním v silech, a sestavením směsi na zámel. Poté prochází obilí čistírenskými stroji. Následuje kombinace navlhčování a odležení zrna před odíráním a následně druhé navlhčení s krátkým odležením před prvním šrotem. Tento způsob je i bez zahřátí dostatečně účinný, ekonomický a univerzální. Prakticky jsem se seznámil s pšeničnou čistírenskou linku Mlýna Brněnec, který není nejmodernější, přesto díky zkušenostem a pracovnímu nasazení stále produkuje mouku vysoké kvality. Mlýnská čistírna je důležitá v celém procesu zpracování obilí. Kvalita výsledných mlýnských produktů závisí na technologiích mlýnského čištění. Správná příprava obilí k mletí nám zajišťuje dokonalé oddělení obalových vrstev od endospermu a tím maximální možnou výtěžnost mouk a krupic ve vlastním mlecím procesu. Nedokonalé oddělení příměsí a nečistot z obilné masy má za následek neuspokojivou jakost mlýnských výrobků. Projevuje se nižší výtěžností mlýnských výrobků, ztěžováním práce, poškozováním strojního zařízení mlýna (opotřebení válcových stolic, rovinných vysévačů a další) a zvyšováním nákladů na jejich provoz a údržbu. Nežádoucí je především vyšší obsah popela, tmavší barva a vyšší očkovitost produktů. Nebezpečné je zvýšené mikrobiální znečištění. Z hlediska finančních nákladů roste spotřeba energie při mletí. Správný chod čistírny na hranici efektivnosti a ekonomičnosti nám pozitivně ovlivňuje bilanci čistírny i vlastního mlýna. Při správném hospodaření tak můžeme dosahovat výborných výsledků, výsledky přinášejí finance a pomocí financí modernizujeme svá pracoviště, pořizujeme nové dokonalejší stroje, usnadňujeme si práci a kvalita i jakost surovin pro další potravinářská odvětví je na vyšší a vyšší úrovni. Staré mlynářské pořekadlo, které platí i dnes, zní: Jak vyčistíš tak semeleš. 36

37 6 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ČEPIČKA, J. A KOLEKTIV, Obecná potravinářská technologie, VŠCHT, Praha, 1995, 246 s. ISBN DESIGN PRO VÝSTAVBU A PROVOZ MLÝNŮ,Book Asabe, 2007, page 23 FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÁ A REOLOGICKÁ ANALÝZA MLÝNSKÝCH TOKŮ, Cereal Chemistry, 2/2010, AACC International Inc., page HAMPL, J. Cereální chemie a biochemie I, Skladování obilí a mlynářství, VŠCHT, Praha, druhé vydání 1988, 241 s. HODNOCENÍ FILTRAČNÍ ÚČINNOSTI, Annals of Ocupational Hygiene, 1/1992, page 35-46, ISSN KUČEROVÁ, J. Technologie cereálií. Editační středisko MZLU, Brno,první vydání 2004, dotisk 2008, 141 s. ISBN MLÝN PRODUKUJÍCÍ MOUKU PRO VÝROBU TĚSTOVIN, JE VYBAVEN NEJMODERNĚJŠÍ TECHNIKOU A TECHNOLOGIÍ, Milling & Baking News, 5/2007, page 29, překlad Ing. O. Kopáčová MUCHOVÁ, Z., FRANČÁKOVÁ, H., BOJŇANSKÁ, T. Technológie zpracovania cereálií, VŠ Poľnohospodárska, Nitra, 1996, 134 s. ISBN PAVLIŠ, M., PLISKOVÁ, V., PLISKA, V. Průmyslová výroba krmiv a mlynářství, Technologie (pro 4.ročník SPŠ potravinářské technologie, SNTL, Praha, 1980, 134 s. PELIKÁN, M., SÁKOVÁ, L. Jakost a zpracování rostlinných produktů, JU, České Budějovice, 2001, 233 s. POSSNER, E.S., HIBBS, A.N., Wheat Flour Milling, AACC Minnesota, MN second edition 2005 PŘÍDAVNÉ MLÝNY ALTERNATIVA PRO ZVÝŠENÍ KAPACITY, World Grain, 9/2008, page 58-59, překlad Ing. I. Suková PŘÍHODA, J., SKŘIVAN, P., HRUŠKOVÁ, M. Cereální chemie a technologie I, Cereální chemie, mlýnská technologie, technologie výroby těstovin, VŠCHT, Praha, 2003, 202 s. ISBN ROZDÍLY VE SLOŽENÍ OBILÍ NA ÚZEMÍ ČR, Mlynářské noviny, 12/2008, Zpravodaj svazu průmyslových mlýnů České republiky, 5P, Praha, ISSN ŘÍZENÍ VLHKOSTI V MLÝNSKÉM PRŮMYSLU, World Grain, 1/2003, page 22-25, překlad Ing. O. Kopáčová 37