На примере переработки зерна в муку

Зерно, предназначенное для производства муки, оценивают по влажности, засоренности, свежести, мукомольным и хлебопекарным свойствам. Под мукомольными свойствами зерна понимают количество и качество муки, полученный при его размоле, т.е. они характеризуют, насколько полно могут разделены эндосперм и оболочки.

Основные этапы переработки зерна: подготовка зерна к размолу, размол зерна в муку, хранение и упаковка муки в тару.

Подготовка зерна к помолу включает следующие операции:

1. Формирование помольных партий. Технологические свойства пшеницы, поступающей на мукомольные заводы, обусловлены типом, сортом, почвенно-климатическими условиями района произрастания. Разнокачественность партий зерна усложняет и снижает эффективность процесса переработки, требует корректировки режимов работы технологических систем, приводит в выработке муки с различными показателями качества.

В связи с этим формируют помольные партии, которые должны обеспечить на протяжении 10…15 сут. стабильную, ритмичную работу завода.

Смешивают зерно с учетом следующих показателей качества: стекловидности, клейковины, зольности, влажности и засоренности зерна. Различное по влажности зерно смешивают в том случае, если расхождение по влажности не превышает 1,5%. Высокозольное зерно смешивают с низкозольным так, чтобы получить зольность смеси не выше 1,97% (1,85%). Зерно различной стекловидности смешивают из расчета получения средней стекловидности для помольной партии при сортовых хлебопекарных помолах пшеницы 50…60%. Особое внимание должно быть уделено обеспечению в помольной партии требуемого количества и качества клейковины, что необходимо для выработки муки с установленными по этому признаку характеристиками. При сортовом помоле количество клейковины в пшенице должно быть не менее 25%, качество – не ниже II группы; содержание сорной примеси – не более 2%, зерновой – не более 5%, в том числе проросших зерен – не более 3%.

2 Очистка зерна от примесей. Содержащиеся в зерновой массе примеси ухудшают качество вырабатываемой муки, могут быть причиной поломки рабочих органов машин, поэтому при подготовке зерна к помолу необходимо удалить основное количество примесей, используя их отличия от зерна в физических свойствах. Основные примеси отличаются от зерна основной культуры: размерами (крупные и мелкие), одним размером – длиной (короткие и длинные), аэродинамическими свойствами (легкие), плотностью (минеральные), поведением в магнитном поле (металломагнитные),формой и т.д.

Крупные и мелкие примеси выделяют в машинах, рабочими органами которых являются сита или решета. Определяющим размером частиц при сортировании зерна на ситах с круглыми отверстиями является ширина зерен, на ситах с продолговатыми отверстиями – толщина. Примерные размеры сит для очистки зерна и семян представлены в таблице 1.

Таблица 7 – Примерные размеры сит для очистки зерна и семян

Для отделения крупных и мелких в основном используют ситовые или комбинированные воздушно-ситовые сепараторы. Продвижение зерна по зерноочистительным машинам происходит следующим образом: зерно по ситам движется за счет их колебания (возвратно-поступательных или круговых поступательных) и наклона в сторону движения продукта, в результате чего происходит самосортирование – более мелкие частицы опускаются в нижние слои и проходят через отверстия, образуя проходовую фракцию, или проход, а более крупные образую сход.

Легкие примеси выделяют в воздушных сепараторах потоком воздуха, движущегося со скоростью, достаточной для уноса легких примесей и недостаточной для уноса зерна.

Короткие и длинные примеси выделяют в триерах, называемых при выделении коротких примесей куколеотборниками, длинных – овсюгоотборниками. Рабочим органом цилиндрического триера является цилиндрический барабан на внутренней поверхности которого выштампованы ячеи. При работе триера короткие частицы целиком размещаются в ячеях и при вращении барабана поднимаются выше кромки приемного лотка, попадают в него и выводятся шнеком. Более длинные частицы либо не захватываются, либо попадая в него одним концом, вываливаются раньше не достигнув кромки лотка и выводятся постепенно продвигаясь вдоль триера.

Минеральные примеси выделяют по их плотности, которая примерно в 2 раза больше, чем у зерна. Для их разделения используют несколько типов камнеотделителей, наиболее совершенный из них – вибропневматический.

Рабочий орган такого камнеотделителя – вибрирующая воздухопроникаемая дека, при определенном угле наклона которой, амплитуде, частоте и направленности колебаний при отсутствии воздушного потока обеспечивается движение смеси вверх в результате воздействия рабочей поверхности. При подаче воздуха более легкое зерно отрывается от опорной поверхности, переходит в псевдоожиженное состояние и стекает с деки вниз. Более тяжелые минеральные примеси не теряют связки с опорной поверхностью и продолжают перемещаться вверх.

В зерне поступившем на переработку, могут быть металломагнитные примеси, которые попадают в зерновую массу при ее уборке, транспортирования и перемещения в хранилищах. Металломагнитные примеси из зерновой массы выделяют магнитными сепараторами. Обязательно устанавливают магнитные сепараторы перед машинами ударно-истирающего действия (обоечные, щеточные), машинами для измельчения зерна, а так же на контроле готовой продукции. Содержание металломагнитных примесей на 1 кг муки и манной крупы допускается не более 3 мг. Величина отдельных частиц не должна превышать 0,3 мм, а их масса – 0,4 мг.

3 Обработка поверхности зерна сухим способом. Для обработки поверхности часто используют обоечные машины, реже щеточные.

Конструкции обоечных машин разнообразны, но их действие на зерно практически одинаково. Зерно, попадая в пространство между бичевым ротором и стальной сеткой, подвергается интенсивному трению о сетку, бичи и другие зерна. Часть отделившейся пыли, грязи проходит через сетку и выводится из машины через выпускное отверстие в конце ситового цилиндра. Интенсивность обработки поверхности зерна зависит от скорости вращения ротора, состояния поверхности и бичей, нагрузки на оборудование и т.д. Для обработки пшеницы рекомендуют окружную скорость бичей 11…15 м/с; ржи – 15-18 м/с. Эффективность работы обоечных машин оценивают по снижению зольности зерна, которое должно составлять 0,01…0,03 %.

4 Влажным способом поверхность зерна обрабатывают в моечных машинах и машинах мокрого шелушения. Наиболее эффективна моечная машина. В них удаляется пыль и грязь не только с поверхности зерна, но и из бороздки, кроме того, выделяются минеральные и легкие примеси.

5 Гидротермическая обработка зерна. Технология производства сортовой муки основано на избирательном измельчении эндосперма и оболочек. Существует несколько способов обработки: холодное, горячее и скоростное кондиционирование. Наиболее распространено холодное кондиционирование как наиболее простое и достаточно эффективное. ГТО включает две операции: увлажнение зерна и его отволаживание (отлежку) в бункерах. После увлажнения влага постепенно проникает в зерно. Вначале она сосредоточена в оболочках. Проникая в эндосперм, влага способствует его разупрочнению, образуя в нем закритическое напряжения вследствие градиента влажности и неравномерного набухания биополимеров. Так как влажность наружных и внутренних слоев эндосперма различна, набухают они неравномерно, что вызывает напряженное состояние материала. Так же неравномерно набухают белки и крахмал, в результате чего достигается критическое значение напряжения и таким образом появляются микротрещины, которые способствуют прониканию влаги внутрь зерновки с расклинивающим эффектом. Таким образом, происходит предразрушение и разупрочнение эндосперма. Гидротермическая обработка способствует увеличению влажности до14-16 %.

После того как, провели гидротермическую обработку и отволаживание проводят измельчение зерна. Одна из важнейших операций при производстве муки. Существуют разные способы измельчения: ударом, ударом и истиранием, срезом, сжатием, сжатием и сдвигом и т.д. При производстве обойной муки используют любой способ извлечения или выработки, а при производстве сортовой муки используют только те, которые позволяют максимально извлечь эндосперм. Продукт измельчается в клиновидном зазоре, образованном парой вальцов, вследствие постоянного уменьшения зазора и разности относительных скоростей вальцов. Разрушение частиц (в зависимости от их крупности) начинается несколько выше линии, соединяющей центры вальцов, где зазор имеет наименьшие размеры. В мукомольном производстве степень измельчения зерна и зерновых продуктов характеризуют величиной общего извлечения Я, на значение которого оказывает влияние не только геометрическая характеристика вальцов (диаметр, профиль и взаиморасположение рифлей, уровень шероховатости рабочей поверхности), но и кинематические параметры вальцов (окружная и относительная скорости вальцов), величина удельной нагрузки и другие факторы. Факторы, определяющие эффективность работы вальцового станка. Установлено, что на эффективность измельчения зерна и продуктов его размола оказывают влияние большое количество факторов, главными из которых являются межвальцовый зазор, уклон рифлей, взаиморасположение рифлей, плотность нарезки рифлей, окружная и относительная скорость вальцов, удельная нагрузка на вальцы.

6 Следующим технологическим процессом является сортирование продуктов измельчения. Сортируют продукты по крупности в просеивающих машинах, чаще всего в рассевах. Для сортирования применяют разнообразные тканные сита, размер которых изменяется от 2,5 до 0,1 мм. Тканные сита изготавливают из металлической проволоки, шелковых, капроновых или полиамидных нитей. Отверстия в ситах квадратные и лишь в самых мелких слегка продолговатые

Приложение 2