МИКРОКСИЛЕМА - ДМАвтоматизированная компакт-линия сушки-измельчения растительного сырья
Какао-велла - жмых, наружная оболочка какао бобов - отходы производства или ценное природное сырье? Ответ, казалось бы, очевиден, ведь невзрачная на вид шелуха содержит до 5% какао-масла и 13.5% белковых веществ, является естественным антиоксидантом, источником флавоноидов, широко используемых сегодня в производстве лекарств и продуктов с оздоровительным эффектом.
Одним из обязательных условий применения какао-велла и в качестве пищевой добавки, и в медицинских целях является ее тонкий (100-200мкм) или сверхтонкий помол (<60мкм). С увеличением дисперсности порошка повышается выход содержащихся в нем полезных веществ, а отдельные частицы при добавлении в продукты питания, например какао-порошок, не ощущаются языком и не воспринимаются как посторонние включения. Производители кондитерских изделий охотно приобретают тонкомолотый порошок по цене 35-40 рублей за килограмм, в то время как стоимость какао-велла в «естественном» состоянии, как правило, не превышает 10-15 рублей (в ценах 2010 г).
Однако, при всей кажущейся тривиальности, задача тонкого помола оболочки какао-бобов не так проста. Материал отличается повышенной твердостью и трудно поддается измельчению, к тому же, являясь абразивом, он вызывает ускоренный износ рабочих органов мельниц.
В настоящее время для получения порошка какао-веллы наиболее широко используются два типа измельчительных агрегатов: мельницы вальцовые, аналог применяемых в мукомольной промышленности, и молотковые дробилки. При этом ни первый, ни второй типы не способны выдать продукт нужной дисперсности (D90 100-200 мкм) в «открытом» цикле, в одну стадию измельчения. То есть выходящий из мельницы грубый порошок содержит лишь некоторое количество частиц нужных размеров, которые требуется отделить от основной массы, а «крупку» вновь загрузить в мельницу для повторного измельчения. Подобная схема хорошо зарекомендовала себя в производстве муки из относительно мягкого зерна, однако при измельчении более твердой какао-веллы выход тонкого продукта снижается, а циркуляция недоизмельченной «крупки» растет, за что приходится расплачиваться, прежде всего, большим расходом энергии. К тому же абразивный порошок быстро «съедает» валки мельниц и микронные сетки ситовеечных машин, что негативно сказывается на себестоимости помола и качестве выпускаемого продукта.
Измельчительные комплексы с валковыми мельницами используются в основном на крупных предприятиях-переработчиках какао-бобов, мелкие же производители порошков чаще применяют более дешевые молотковые дробилки, которые иногда устанавливают каскадом по три-четыре штуки. Подобные «экспресс» линии конечно же не позволяют получать качественный продукт, не содержащий крупных включений, к тому же их хозяева часто экономят на одной из главных технологических операций в переработке природного сырья - его промывке.
Какао-велла, являясь наружной оболочкой плода, как правило, загрязнена землей, песком, ядохимикатами и т.д. Перед помолом ее необходимо мыть, а затем удалять влагу - сушить. Наличие сушилки является обязательным условием производства порошка какао-велла, предназначенного для использования в качестве пищевой добавки или же в фармакологических целях. Перерабатывающая линия, состоящая только из молотковых дробилок (роторных, дековых и т.д. и т.п.), но не имеющая сушильного агрегата, должна вызывать массу вопросов не только в плане качества выпускаемой продукции, но, прежде всего, ее безопасности для человека.
Громоздкие и энергоемкие, примитивные, а иногда и попросту опасные - ни одна из перечисленных линий не может в полной мере соответствовать современным требованиям к тонкости помола и гранулометрической однородности порошка какао-велла. Получение относительно грубого продукта с размерами частиц 100-200 микрон является для них пределом рентабельности, в то время как сегодня в производстве натуральных пищевых добавок и лекарственных препаратов наиболее востребованы именно тонкие порошки, 99% частиц которых имеют размеры менее 60 микрон. И эта задача требует соответствующих инструментов решения.
Машиностроительным предприятием «ТЕХПРИБОР» г. Щекино, Тульской области разработана автоматизированная компакт-линия сушки-измельчения растительного сырья «МИКРОКСИЛЕМА - ДМ», предназначенная для сверхтонкого помола сырья органического происхождения методом интенсивного истирания в воздушном потоке (Рис.1). Новая мельница позволяет выпускать тонкодисперсный порошок какао-велла (D99 < 60 мкм. Рис.2) с рекордно низким расходом энергии – менее 300 кВт на тонну. Материал получают в «открытом» цикле, что значительно упрощает технологию производства, позволяя отказаться от микронных сит, межоперационных конвейеров, бункеров сбора «крупки» и т.д.
Но от своих функциональных аналогов автоматизированная компакт-линия сушки-измельчения растительного сырья «МИКРОКСИЛЕМА - ДМ» отличается не только меньшей энергоемкостью, высокой размольной мощностью и компактными размерами, ее основное преимущество - это возможность экономичной сушки влажного сырья одновременно с его измельчением. При этом тепло не подается в мельницу извне, оно генерируется внутри самой камеры помола за счет интенсивного самоистирания частиц материала или так называемой «кинетической сушки». За один «проход» через мельницу влажность биосырья уменьшается в среднем на 20%, что позволяет подавать на помол влажную какао-веллу, сразу же после ее промывки. Таким образом, нагрев, всегда сопровождающий тонкий помол, из вредного и не контролируемого процесса превратился в важнейший элемент энергоэффективной технологии тонкого помола влажного биосырья.
Таким образом, по сравнению с известными видами оборудования сушки/тонкого помола биоматериалов, автоматизированная компакт-линия сушки-измельчения растительного сырья «МИКРОКСИЛЕМА - ДМ» расходует в 3.5 - 4 раза меньше энергии на получение порошка какао-велла (D99 < 60 мкм), что позволяет говорить об успешной реализации в данном аппарате одной из наиболее эффективных моделей измельчения материалов органического происхождения - самоистирание частиц в воздушном потоке с их одновременным высушиванием.
А.Б. Липилин, генеральный директор завода «ТЕХПРИБОР»;
М.В. Векслер, инженер, ведущий специалист;
Н.В. Коренюгина, главный технолог.
