Свойства зерна, как объекта переработки

Лекция 1: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ЗЕРНОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

Свойства зерна, как объекта переработки

Зерно как биологический объект — чрезвычайно сложное образование. Каждая его часть и все зерно в целом несут определенную информацию о способности дать продукцию заданного выхода и качества, о технологических приемах, необходимых для получения этой продукции, о режимных параметрах, при которых необходимо вести технологию. Так, по крупности зерна судят о содержании в зерне эндосперма и о возможном выходе продукции. По стекловидности и влажности — о преобладающем виде деформации при измельчении (пластическая или хрупкая) и о способности зерна к крупообразованию. По качеству клейковины — о режимных параметрах гидротермической обработки зерна при его подготовке к помолу.

А. Физические свойства зерна. Для оценки качества зерна важное значение имеют его физические признаки: форма, линейные размеры, выравненность, масса 1000 зерен и натура, удельная масса.

Форма. Зерно твердой пшеницы имеет удлиненно-овальную форму, мягкой пшеницы – бочкообразную форму.

Линейные размеры. К ним относят длину, ширину и толщину зерна.

При переработке выполненного зерна округлой формы получают больше муки, чем при переработке зерна, имеющего удлиненную форму и заостренные края.

Выравненность характеризует однородность массы зерна. По этому показателю оценивают мукомольные свойства зерна, которые определяют на наборе сит с круглыми или продолговатыми отверстиями. Чем больше в массе крупных и средних фракций (сход с сит 3,0×20 мм и 2,5×20 мм), зерно которых обладает более шаровидной формой по сравнению с мелкими фракциями, тем больше в нем эндосперма и меньше оболочек и тем больше будет выход муки.

Если содержание зерен крупной и средней фракции в зерновой партии составляет 85%, то зерно считают однородным или выравненным по крупности.

Выравненное зерно лучше очищается от примесей, так как можно более точно подобрать соответствующий размер отверстий сит для сепарирующих машин, размер и форму ячеек в триерах, скорость воздушного потока в аспирационных машинах, выбрать рабочие зазоры в измельчающих машинах.

Масса 1000 зерен (в пересчете на абсолютно сухое вещество) служит дополнительным показателем к линейным размерам, характеризующим крупность и выравненность зерна. Эти признаки очень изменчивы и зависят от сорта, почвенно-климатических условий, уровня агротехники, года урожая и др.

Натура. Это масса 1 л зерна, выраженная в граммах. На величину натуры влияют форма, характер поверхности и влажность зерна, его выравненность, характер и количество примесей.

В однородном по форме и качеству зерне чем выше натура, тем меньше содержится оболочек и больше эндосперма, следовательно, тем выше мукомольные свойства зерна.

Удельная масса зерна. Она зависит от химического состава и анатомического строения зерна. Удельная масса зерна пшеницы 1,33-1,48 г/см³, ржи – 1,26-1,42 г/см³.

Б. Химический состав. В зерне пшеницы содержатся белки, углеводы, жиры, пигменты, витамины, ферменты и различные минеральные вещества.

Белки пшеницы содержат около 20 % альбумин6а и глобулина и 80 % проламина (глиадин) и глютелина (глютенин) от веса всех белков зерна. При добавлении воды глиадин и глютенин образуют клейковину. Как видно из таблицы 4.4, белков в зерне ржи значительно меньше, чем в пшенице, и они не образуют клейковину.

Оболочки, алейроновый слой и зародыш содержат максимальное количество мине5ральных веществ: калий, магний, кальций, фосфор.

Зерно пшеницы и ржи содержит витамины В₁, В₂, и РР.

 

В. Мукомольные свойства зерна. Характеризуются следующими показателями:

- общим выходом муки и ее качеством;

- выходом и качеством муки высоких сортов;

- количеством извлеченных крупок и дунстов;

- степенью вымалываемости оболочек;

- расходом энергии на выработку 1 т муки.

Эти показатели напрямую зависят от свойств самого зерна – стекловидности, влажности, зольности, прочности, твердости, выравненности, объемной массы и др.

Мукомольные свойства зерна в значительной степени зависят от содержания эндосперма, количество которого в зерне пшеницы колеблется от 74 до 85%, во ржи – от 75 до 79%.

Мукомольные свойства зерна определяют опытными лабораторными помолами.

Стекловидность. Консистенция эндосперма, или его стекловидность, определяется при разрезании зерна – фаринотомом или просвечивании на диафоноскопе. Мучнистое зерно в разрезе имеет матовый оттенок, напоминающий мел, полустекловидное зерно – полупрозрачное, а стекловидное – прозрачное.

С повышением стекловидности зерна выход крупных фракций крупок возрастает. Поэтому стекловидность служит одним из показателей, определяющих мукомольные свойства зерна.

Стекловидное зерно вымалывается легче, чем мучнистое, и дает большой выход крупок. Стекловидность зерна влияет также на удельный расход электроэнергии при его измельчении.

С возрастанием стекловидности зерна продукты лучше просеиваются и частицы эндосперма эффективнее отделяются от оболочек.

Содержание эндосперма. Важный показатель, определяющий выход муки. Большое значение имеет его качественная характеристика – зольность. С повышением зольности эндосперма уменьшается выход муки высоких сортов.

Зольность зерна. Это количество золы (%), образующейся при сжигании зерна по отношению к сухому веществу сжигаемого продукта.

Зола состоит из окислов и солей калия, фосфора, натрия, кальция, магния и др. В золе содержится около 30% фосфора и 60% калия. Зольность анатомических частей зерна неодинакова: наибольшую зольность имеют оболочки с алейроновым слоем, наименьшую – эндосперм. См. таб. 4.5

Зольность, как косвенный показатель соотношения частей зерна, имеет значение для контроля степени отделения оболочек от эндосперма и оценки качества муки. Чем выше зольность муки, тем больше в ней содержится оболочек, тем темнее мука и ниже ее сорт.

 

Влажность зерна. Следует отличать естественную влажность зерна, с которой оно поступает на предприятие, хранится и направляется на переработку, от технологической влажности, которая создается искусственно и с которой зерно размалывают.

При производстве обойной муки размалывают зерно естественной влажности, если влажность полученной из него муки не превышает установленную стандартом – 15,0%.

При сортовом помоле в процессе гидротермической обработки зерну придают оптимальную влажность, величина которой в зависимости от определенных показателей зерна колеблется от 14,5 до 16,5% и которая предопределяет лучшие результаты его переработки. При ГТО пшеницы вода в оболочках с развитой капиллярной системой выступает как пластификатор, способствуя усилению прочности и вязкости оболочек. Проникновение воды в эндосперм снижает его прочность. При переработке сухого зерна влажностью менее 15% его оболочки легко деформируются, дробятся и, попадая вместе с частицами эндосперма в муку, резко ухудшают ее качество.