Технологическое оборудование для переработки зерновых культур в пищевые продукты

И.В. МАЦКЕВИЧ
В.Н. НЕВЗОРОВ
В.Н. ТЕПЛЯШИН
Д.С. БЕЗЪЯЗЫКОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 
ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР 
В ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Рекомендовано 
Учебно-методическим советом федерального государственного 
бюджетного образовательного учреждения высшего образования 
«Красноярский государственный аграрный университет» 
для внутривузовского использования в качестве учебного пособия 
для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 
15.03.02 «Технологические машины и оборудование», 
35.03.07 «Технология производства и переработки 
сельскохозяйственной продукции», 
19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья» 
и научной специальности 4.3.3 «Пищевые системы» 
Москва
ИНФРА-М
2025

УДК 664(075.8)
ББК 36.81-5я73
 
М36
Р е ц е н з е н т ы:
Губаненко Г.А., доктор технических наук, доцент, заведую 
щий кафедрой технологии и организации общественного питания Сибирского федерального университета;
Голубев И.В., кандидат технических наук, доцент кафедры основы 
конструирования машин Института машиноведения и мехатроники 
Сибирского государственного университета науки и техники имени М.Ф. Решетнёва
Мацкевич И.В.
М36  
Технологическое оборудование для переработки зерновых культур 
в пищевые продукты : учебное пособие / И.В. Мацкевич, В.Н. Невзоров, В.Н. Тепляшин, Д.С. Безъязыков. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 
280 с. — (Высшее образование). 
ISBN 978-5-16-020332-4 (print)
ISBN 978-5-16-112899-2 (online)
В учебном пособии представлена классификация и описание устройства основного оборудования для зерноочистки, шелушения и измельчения зерна, а также технологического оборудования для мини-цехов производства пищевой продукции. Рассмотрены вопросы проведения патентных 
исследований по разработке нового технологического оборудования для 
переработки зерновых культур и выпуска пищевых продуктов. Приведены 
технические решения на уровне полученных авторами патентов Российской Федерации по сепарации сыпучих зерновых материалов, шелушения 
зерна, сушки и измельчения растительного сырья, устройств для обработки муки. Патенты, включенные в учебное пособие, могут быть использованы в качестве прототипов для написания заявок на изобретения по темам 
курсовых проектов, выпускных квалификационных работ и диссертаций.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции», 
19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья» и научной специальности 4.3.3 «Пищевые системы».
УДК 664(075.8)
ББК 36.81-5я73
© Мацкевич И.В., Невзоров В.Н., 
Тепляшин В.Н., Безъязыков Д.С., 
2024
© Красноярский государственный 
аграрный университет, 2024
ISBN 978-5-16-020332-4 (print)
ISBN 978-5-16-112899-2 (online)

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………….. 5 
Глава 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ  
ДЛЯ ЗЕРНООЧИСТКИ ………………………………………….. 
 
6 
1.1. Классификация оборудования для просеивания …………... 6 
1.2. Сепараторы ситовые ………………………………………… 8 
1.3. Триеры ………………………………………………………... 26 
1.4. Пневмосепараторы …………………………………………... 41 
1.5. Камнеотделительные машины ……………………………… 51 
1.6. Магнитные сепараторы ……………………………………… 62 
Контрольные вопросы ……………………………………………. 71 
Глава 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ  
ДЛЯ ШЕЛУШЕНИЯ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ……….. 
 
72 
2.1 Оборудование для шелушения семян зерновых культур ….. 77 
2.2. Падди-машины ………………………………………………. 88 
2.3. Гидротермическая обработка и сушка зерна ………………. 90 
Контрольные вопросы ……………………………………………. 117 
Глава 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ  
ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНА …………………………………... 
 
118 
3.1. Дробилки ……………………………………………………... 118 
3.2. Мельницы для зерна …………………………………………. 125 
Контрольные вопросы ……………………………………………. 127 
Глава 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ  
ДЛЯ МИНИ-ЦЕХОВ ……………………………………………... 
 
128 
4.1. Машинно-аппаратурная схема мини-цехов ………………... 129 
4.2. Мукопросеиватели …………………………………………... 133 
4.3. Тестомесильные машины …………………………………… 136 
Контрольные вопросы ……………………………………………. 145 
Глава 5. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ КУРСОВЫХ 
ПРОЕКТОВ И ВЫПУСКНЫХ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ 
РАБОТ …………………………………………………………….. 
 
 
146 
5.1. Понятие патентного права и патентных исследований …… 147 
5.2. Методика проведения патентного поиска ………………….. 148 
5.3. Основные требования для оформления заявки 
на изобретение ……………………………………………………. 
 
151 
Контрольные вопросы ……………………………………………. 166 
 
 
 
 
3 
 

Глава 6. НОВОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 
ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР  
В ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ ……………………………………... 
 
 
167 
6.1. Сепараторы сыпучих материалов …………………………... 167 
6.2. Устройства для шелушения зерна …………………………... 179 
6.3. Устройства для сушки растительного сырья ………………. 210 
6.4. Устройства для измельчения зерна …………………………. 218 
6.5. Устройства для обработки и транспортировки сыпучих 
материалов ………………………………………………………... 
 
250 
6.6. Устройства для смешивания сыпучих и высоковязких  
материалов ………………………………………………………... 
 
257 
Контрольные вопросы ……………………………………………. 272 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………... 274 
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ………………...…………. 276 
 
 
 
4 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Целью изучения данного учебного пособия является формирование у студентов навыков научно-технического мышления, творческого применения полученных знаний, а также подготовка их к производственно-технической и исследовательской деятельности, связанной с созданием и эксплуатацией машин и аппаратов пищевых производств. В пищевой промышленности зерно является одним из основных видов сырья. Зерновые культуры также служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов. К продуктам пищевой переработки зерна относят муку, хлебные и макаронные изделия, крупу. Инновационные технологии переработки растительного 
сырья требуют применения современных высокоэффективных видов 
технологического оборудования, обеспечивающего внедрение прогрессивных безотходных технологий получения разнообразных по 
функциональному назначению продуктов питания. 
Изучая материалы учебного пособия, студент получает навыки 
работы с технологическим оборудованием, определяет его назначение и применение, проводит патентные исследования и находит необходимую патентную информацию, обладающую достоверностью и 
полнотой сведений. Основной научно-технической ценностью патентной информации являются описания изобретений, которые, согласно 
патентному законодательству, не могут содержать неправильных сведений и должны отличаться новизной. Поэтому использование патентной информации дает возможность осуществлять новые разработки на 
уровне лучших мировых образцов с учетом имеющихся решений и основных тенденций развития техники.  
Представленные описания патентов Российской Федерации по 
разработанному новому оборудованию авторов данного учебного пособия позволили студентам изучить и самостоятельно проявить свои 
способности для разработки технических предложений, направленных 
на совершенствование и модернизацию оборудования. 
Дальнейшее изучение устройств машин и аппаратов пищевых 
производств позволит теоретически обосновать выбранный материал, 
произвести патентное исследование на выбранную конструкцию 
устройства, оценить новизну этого устройства и оформить заявку на 
изобретение. Затем на базе полученного материала после прохождения 
практик - оформить и защитить выпускную квалификационную работу на хорошем техническом уровне, а при работе на производстве 
использовать полученные знания для дальнейшего развития технологии и создания нового оборудования. 
 
5 
 

Глава 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ  
ДЛЯ ЗЕРНООЧИСТКИ 
 
Очисткой называется процесс отделения посторонних примесей 
от исходного сыпучего материала.  
Общие принципы очистки зерна от примесей практически такие 
же, как и при очистке зерна пшеницы и ржи на мукомольных заводах. 
Однако различная форма и размеры зерна разных культур, а также 
наличие специфических примесей в нем приводят к некоторым особенностям применения зерноочистительных устройств. Почти для 
каждой крупяной культуры характерны какие-то трудноотделимые 
примеси. Эти примеси представляют собой чаще семена сорных и 
культурных растений. Например, в гречихе трудноотделимыми примесями являются пшеница, овес, ячмень, дикая редька, а также так называемая татарская гречиха - карлык. В зерне риса трудноотделимые 
примеси - это различного рода просянки (просо крупноплодное, просо 
сжатое и т. д.), пшеница и другие семена. Характерной примесью служат комочки земли, особенно когда они перемешаны с илом, что снижает их плотность. Так, минеральная примесь (галька) имеет плотность 2,6-2,8 г/см3, а комочки земли - 1,6-1,8 г/см3, что гораздо ближе 
к плотности зерна (1,2-1,3 г/см3).  
Малое различие в плотности затрудняет разделение компонентов 
смеси. В зерне проса особенно много трудноотделимых примесей, 
представляющих собой семена сорных растений, мелких зерен пшеницы и ржи и др. Имеются и некоторые другие признаки зерна, влияющие на выход и качество крупы. Например, среди зерен риса встречаются зерна с окрашенными в красно-бурый цвет плодовыми оболочками. Более интенсивная обработка таких партий зерна приводит к 
снижению выхода крупы. 
 
1.1. Классификация оборудования для просеивания 
 
Основным рабочим органом зерноочистительных сепараторов и 
сортирующих машин являются сита. Применяемые сита по способу изготовления классифицируются на штампованные из металлических 
листов (иногда их еще называют решетами) и тканые металлические и 
полимерные сетки. Штампованные сита изготавливаются из оцинкованной или отожженной листовой стали, а тканые - из стальной низкоуглеродистой термически обработанной проволоки простого или 
саржевого переплетения, а также из шелковых или капроновых нитей.  
6 
 

Рабочим размером штампованных сит является для круглых отверстий - диаметр, прямоугольных - ширина, треугольных - сторона 
правильного треугольника. Номер сита - это увеличенная в десять раз 
величина рабочего размера отверстия в миллиметрах.  
Коэффициент живого сечения kF, , для сит определяют по формуле 
 
kF = (F0/F)ā100,                                          (1.1) 
 
где    F0 - площадь отверстия, м2; 
F - площадь сита, приходящаяся на одно отверстие, м2. 
Живое сечение тканых проволочных сит значительно больше живого сечения штампованных сит. Тканые сита также более прочны и 
износоустойчивы. Однако в штампованных ситах могут быть выполнены отверстия любой формы. Сита с треугольными отверстиями располагают в машине так, чтобы две стороны треугольника, с вершинами 
которого совмещены центры отверстий, были перпендикулярны 
направлению движения сырья. Сита с прямоугольными отверстиями 
располагают в машине так, чтобы продольная ось отверстий совпадала 
с направлением движения продукта.  
Размеры отверстий и частота их расположения на сите влияют на 
производительность сита.  
В зависимости от способа реализации основного условия просеивания и конструкции сит предлагается следующая классификация 
просеивающих машин (рис. 1.1).  
 
 
 
Рисунок 1.1 – Классификация просеивающих машин 
7
 

1.2. Сепараторы ситовые 
 
Сепарированием называется процесс разделения сыпучих материалов на фракции, различающиеся физическими и геометрическими 
размерами. Для разделения сыпучих материалов на фракции используют следующие признаки: плотность частиц, линейные размеры, 
аэродинамические и ферромагнитные свойства, состояние поверхности и др.  
Часть сыпучего продукта, имеющего размеры ячеек сита и проходящего через ситовую поверхность, называется проходом, а частицы 
продукта, которые не пройдут по размерам сквозь отверстия сита и 
ссыпаются с него через край, образуют сход.  
Для нормальной организации процесса разделения сыпучего продукта необходимо выполнить основное условие просеивания - скольжение частиц продукта по поверхности сита.  
В связи с тем, что в промышленности неподвижные сита редко 
применяются ввиду их малой производительности и громоздкости, 
рассмотрим более подробно механизм просеивания в машинах с подвижными ситами, отвечающих современным требованиям производства.  
Предельное ускорение, при котором сила инерции становится 
равной силе трения, называется критическим ускорением и для случая 
скольжения плоских частиц по ситу равно 
 
акр = fg,                                                  (1.2) 
 
где    f  - коэффициент трения скольжения частицы по ситу; 
g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения. 
Ситовой корпус подвешивают к станине машины с помощью 
плоских стальных пластин и приводят в колебательное движение посредством кривошипно-шатунного механизма.  
Процесс сепарирования движущегося сыпучего продукта состоит 
из двух одновременно происходящих стадий.  
На первой стадии (самосортировании) частицы, имеющие меньшие размеры, большую плотность, меньшее значение коэффициента 
внутреннего трения и удобно обтекаемую форму, перемещаются из 
верхних слоев в нижние и достигают поверхности сита.  
8 
 

Вторая стадия (собственно просеивание частиц) происходит при 
относительном движении их по ситу.  
Однако для эффективного протекания процесса обе стадии требуют различного кинематического режима движения сита: при увеличении ускорения улучшается самосортирование, а для успешного осуществления просеивания необходимо ограничивать максимально допустимые пределы ускорения.  
При возвратно-поступательном движении ситового корпуса в 
кривошипно-шатунном механизме возникают силы инерции, переменные по величине и направлению. Через шатун и кривошип эти силы 
передаются на подшипники и опоры ведущего вала, что вызывает повышенный износ механизмов и снижает их работоспособность.  
Для уменьшения негативного воздействия сил инерции производят их уравновешивание следующими основными способами: использование спаренных механизмов; уравновешивание ситового корпуса с 
кривошипно-шатунным механизмом посредством вращающегося 
груза и уравновешивание ситового корпуса с помощью балансирующего механизма.  
Для ограничения амплитуд колебаний ситового корпуса применяют амортизаторы различных конструкций: с применением силы трения элементов или с использованием сил упругости элементов.  
Для уравновешивания сил инерции в зерноочистительных сепараторах с возвратно-поступательным движением используют также 
эксцентриковые и инерционные колебатели.  
Эффективность работы рассева оценивается следующими показателями: нагрузкой, коэффициентом недосева, коэффициентом извлечения. Нагрузка представляет собой количество исходной смеси, поступающей в рассев в единицу времени.  
Коэффициент недосева, , характеризует неоднородность фракций и показывает относительное содержание мелких, проходовых 
фракций в продуктах, полученных сходом с сита, вычисляется по формуле  
 
ȟ = (П0 - П)/(Q0 - П),                                   (1.3) 
 
где    Q0 - масса исходной смеси, кг;  
П0  - масса проходовой фракции, кг;  
П - масса извлеченного продукта, кг.  
9 
 

Коэффициент извлечения, , равен отношению массы извлеченного продукта к массе того же продукта, содержащегося в исходной 
смеси, т. е. он показывает, какую часть данной фракции удается выделить из исходной смеси:  
 
Ș = (П/П0)ā100.                                         (1.4) 
 
Взаимосвязь коэффициентов недосева и извлечения определяется 
уравнениями  
 
ȟ = (1 - Ș)/[(1/И) - Ș] и Ș = (1 - ȟ/И)/(1 - ȟ),                (1.5) 
 
где    И - относительное содержание проходовой смеси, .  
Сепараторы типа ЗСМ (рис. 1.2) по конструкции во многом аналогичны друг другу. Они имеют сварную станину 3, верхний 5 и нижний 4 решетные кузова, приемную 9 и аспирационную 11 камеры, вентиляторы с приводом, электродвигатель 8, пневмосепарирующий канал 7 с магнитной защитой.  
Вентиляторы сепараторов ЗСМ-10 и ЗСМ-20 снабжены индивидуальными электродвигателями, а вентиляторы в ЗСМ-5 приводятся в 
движение от одного электродвигателя. Каждый решетный кузов подвешен к станине на четырех вертикальных пружинных подвесках. Решетные кузова сепараторов ЗСМ-5 и ЗСМ-10 имеют три ряда выдвигающихся решетных рамок, а сепаратор ЗСМ-20 - четыре ряда. 
Решета первого ряда - сортировочные, второго - разгрузочные, 
третьего и четвертого - подсевные.  
Решетные кузова приводятся в движение эксцентриковым колебателем 1 от электродвигателя 2 через клиноременную передачу. Для 
уравновешивания сил инерции колеблющихся масс эксцентриковый 
колебатель снабжен двумя шкивами с противовесами.  
Решета очищаются инерционными очистительными механизмами. Степень прижатия очистителя к решету регулируют подъемом 
плоской пружины.  
На верхнем кузове смонтирована приемная камера, имеющая 
рамку с приемным решетом. В приемной камере 9 установлен распределительный шнек 10 для равномерного распределения зерна по всей 
ширине камеры. На станине установлена аспирационная камера с 
двумя вентиляторами, которые входными отверстиями присоединены 
к всасывающим воздуховодам аспирационной камеры, а выходными - 
к фильтру.  
10