2: Зерно та продукти його переробки.
Сировина для виробництва борошна та її технологічні властивості. Асортимент та вихід продукції на борошномельних підприємствах.
Технологія підготовки зерна до помелу.
Класифікація домішок зернової маси та технологія їх видалення. Кондиціювання зерна та способи його здійснення Апаратурно-технологічні схеми підготовки зерна до помелу та їх особливості.
Технологія помелу зерна.
Просте та вибіркове здрібнювання. Чинники, 
Загальні відомості про технологію круп’яного виробництва.
До зерна, що надходить на зерноприймальні пункти чи борошномельні заводи, пред’являється ряд вимог, виконання яких забезпечує гарну якість борошна.
Зерно повинне бути доброякісним, повноцінним, тобто свіжим, цілком доспілим, добре виконаним (з високим вмістом ендосперму, у противному випадку зерно щупле), не прілим, не мороженим, не пророслим, не ушкодженим польовими і комірними шкідниками.
Наявність домішок у зерні зменшує його харчову цінність, погіршує смакові властивості, нерідко буває отрутною. Домішки підрозділяють на зернові і смітні: до зернових відносять ушкоджені зерна основної культури і зерна інших культурних рослин.
За своїм складом смітна домішка неоднорідна. До неї відносять: мінеральну домішку (грудочки землі, галька і ін.); органічна домішка (частини стебел, листків, оболонки й ін.); насіння дикоростучих рослин; насіння культурних рослин, що не відносяться до зернової домішки.
У складі смітної домішки особливо виділяють шкідливу домішку, що може викликати отруйне людини і тварин. До шкідливої домішки відносять: різні хвороби рослин, зерна, яке уражені фузаріозом, а так само отрутні насіння бур’янистих рослин (гірчака, софори, мишаніка, геліотропа). Вміст шкідливої домішки строго нормується й у сумі не повинний перевищувати 1 % від маси зерна.
Зерна досліджуваної культури, цілі й ушкоджені, але не віднесені до смітної чи зернової домішки, вважаються основним зерном.
Для очищення зерна основної культури від домішок, що відрізняються від нього аеродинамічними властивостями, застосовують повітряні і пневматичні сепаратори. До домішок, що називають легкими, відносять квіткові оболонки, частини стебел і колосків, полову, насіння бур’янистих рослин, щуплі зерна основної культури й ін. Пневматичні сепаратори поряд з очищенням від легких домішок відокремлюють зерно від транспортуючого повітря.
На борошномельних заводах, обладнаних комплектним устаткуванням, використовують повітряні сепаратори, а для пневмотранспортування і для відділення транспортуючого повітря від зерна – циліндричні пневмосепаратори.
Для очищення зерна від домішок, що відрізняються від нього геометричними розмірами (шириною і товщиною), застосовують сигові сепаратори.
Повітряно-ситові сепаратори додатково очищують зерно від домішок за аеродинамічними властивостями. У них зерно очищують від дрібних і великих домішок на ситах, а від легких — у пневмосепаруючих каналах до надходження зерна на сита і на виході з машини.
Для виділення домішок, що відрізняються від зерен основної культури довжиною, застосовують трієри. Найбільш широке застосування на зернопереробних підприємствах одержали дискові трієри. Для відділення від пшениці вівсюга і вівса, а так само для очищення застосовують дисковий трієр. Основною його деталлю є диски з кишенєподібними комірками на бічних поверхнях. На спицях дисків закріплені гонки, призначені для перемішування зернової суміші і транспортування її уздовж трієра. Диски розташовані так, що гонки утворюють гвинтову лінію уздовж вала. При обертанні диска пшениця заповнює кишенєподібні ячейки і під дією відцентрової сили і сили ваги відкидається у вихідний патрубок і виводиться з трієра. Довгі домішки не захоплюються ячейками. Гонками на дисках вони транспортуються уздовж трієра до стінки перевантажувача, накопичуються і через отвір у бічній стінці потрапляють у накопичувальне відділення трієра, відкіля ковшовим колесом подаються в контрольне відділення. Тут спочатку відокремлюються зернівки пшениці, що потрапили разом з довгими домішками, після чого домішки випускають із трієра.
У зерні, що надходить у зерноочисне відділення борошномельного заводу, як правило, міститься галька, крупний пісок, шматочки руди, шлаку, землі, черепашнику й ін. (це поєднують загальною назвою «мінеральні домішки»). За геометричними розмірами і аеродинамічними властивостями вони настільки подібно зернівок основної культури, що не можуть бути виділені на ситах, у трієрах чи повітряним потоком. Тому ці домішки відносять до тих, що важко відокремлюються.
Для очищення зерна від таких домішок використовують камнєвідокремлюючі машини. За принципом дії їх можна розділити на вібраційні, вібропневматичні, гідродинамічні.
Основою робочого процесу машин першої групи є використання інерційних сил, що виникають у сипучому середовищі при коливаннях поверхні, яка сортує. Розпластування і поділ різнорідних компонентів суміші відбувається внаслідок їхнього розходження за розмірами, формою, власне поверхнею чи за сукупністю показників. Це машини з круговим поступальним рухом робочого органа в горизонтальній площині. В основу процесу очищення зерна від мінеральних домішок покладена різниця щільності зерна (1300- 1400 кг/м3) і мінеральних домішок (1900 – 2800 кг/м3), а так само розходження коефіцієнтів тертя.
У другу групу входять машини, в яких використовують висхідний потік у сполученні з коливаннями поверхні, що сортує. Це машини із зворотно-поступальним рухом у горизонтальній площині.
До третьої групи відносять машини, в яких осадження мінеральних домішок відбувається в потоці води. Щодо ефективності поділу цей спосіб дає гарні результати. Недоліком є необхідність наступного сушіння зерна і відходів.
Роботу каменевідокремлюючих машин вважають ефективною, якщо забезпечується видалення 75 % мінеральних домішок.
У зерновій суміші, що надходить на борошномельні і круп’яні заводи, а так само в продуктах переробки зерна й у готовій продукції (борошні, крупах) можуть бути металомагнітні домішки, які не можна виділити в сепараторах і трієрах.
Металомагнітні домішки дуже різноманітні за формою, розмірами і походженням: предмети, що випадково потрапили (цвяхи, шматочки металу, залізної руди і т. п.), і частки, що попадають у продукт у результаті зносу робочих органів, виготовлених зі сталі (бичі, решета й ін.). Наявність таких домішок може призвести до іскроутворення чи пошкодження робочих органів машин. Особливо небезпечно і небажано попадання металомагнітних домішок у готову продукцію.
У технологічному процесі переробки зерна на борошномельних заводах передбачена установка магнітного захисту практично перед кожним наступним апаратом, що входить в технологічну лінію. Наприклад, після бункерів неочищеного зерна і дозаторів, перед трієрами, вальцьовими верстатами і інше, а так само на контролі готової продукції.
Для зберігання зерна борошномельні заводи обладнані складами й елеваторами. Усі процеси приймання і зберігання зерна цілком механізовані.
Найважливіші фактори, що впливають на властивості зерна та його стан: температура, вологість зерна і навколишнього середовища, ступінь аерації зернової маси. Базова вологість зерна при прийманні 14,5%, гранично припустима 15%. Якщо вологість вища, то зерно необхідно спочатку підсушувати.
У світовій практиці застосовується в основному три режими збереження зерна:
• в сухому стані, тобто з вологістю, нижчою критичної;
• в охолодженому стані, коли його температура знижена до меж, що роблять значний гальмівний вплив на всі життєві функції зерна;
• без доступу повітря — у герметичних місткостях.
Вибір режиму зберігання визначається багатьма факторами: кліматичними умовами місцевості, типом і місткістю зерносховища, технічною оснащеністю господарства для приведення партії зерна в стійкий при зберіганні стан, цільовим призначенням партії зерна (посівний матеріал, на борошно й ін.), якістю партії зерна, економічною доцільністю застосування способу зберігання. Найбільший ефект досягається, якщо при режимі зберігання враховують комплекс умов, що впливають на стійкість зернової маси при зберіганні, а при самому зберіганні – комплекс режимів. Так, належний ефект дає зберігання сухої зернової маси при низьких температурах з використанням для охолодження холодного сухого повітря під час природних перепадів температур.
Підготовка зерна до помелу передбачає: попереднє очищення зернової маси від домішок, обробку поверхні зерна й остаточне його очищення, гідротермічну обробку зерна (кондиціонування), змішування зерна різної якості (складання помольних партій).
На очищенні зерна від домішок ми вже зупинялися. Розглянемо наступний етап підготовки зерна до помелу – обробку його поверхні. На цій стадії з поверхні видаляють частки ґрунту і пил, що попадають на зерно при збиранні і зберіганні, а також значну частину мікроорганізмів. При обробці поверхні зерна відбувається також відділення оболонок. Поверхню зерна обробляють сухим способом за допомогою оббивальних і щіткових машин або мокрим способом у мийних машинах.
Найчастіше застосовують щіткові машини типу БЩМ. Основним їх робочим органом є щітковий барабан, що складається з колодок, набраних щітковим волокном, і закріплених на валові. Щіткова дека також має колодки, набрані щітковим волокном. Радіальний зазор між щітковими поверхнями барабана і деки регулюється. Зерно, що захоплюється обертовим щітковим барабаном, направляється у зазор між щітковими поверхнями барабана і деки, де піддається інтенсивному впливові щіток, очищується від пилу і надірваних оболонок. Потім зерно надходить у нижню частину аспіраційного каналу, де від зерна відокремлюються повітрям дрібні домішки. Очищене зерно виводиться з машини самопливом.
Для знезаражування зерна передбачені ентолейтори, в яких знищення живих довгоносиків відбувається в результаті ударного впливу обертового ротора.
Мийка зерна і зволоження поліпшують ступінь його продовольчого використання. Здійснюється ця операція в машинах двох типів: у водоструминних для додавання води в крапельному стані і водорозпильних для додавання води в розпиленому стані. Застосовуються комбіновані мийні машини При мийці очищується поверхня зерна, відокремлюються важкі і легкі домішки, щуплі зерна, видаляються мікроорганізми. Зволоження і наступне відволожування викликає фізико-біологічні зміни в зерні, у результаті яких полегшується відділення оболонок від зерна при незначних втратах ендосперму.
З метою підвищення ефективності протікання фізико-біологічних змін очищене зерно піддається волого-тепловій обробці (гідротермічній обробці – ГТО).
Задача ГТО полягає в тім, щоб так змінити міцність ендосперму і оболонки, щоб при помелі одержати продукти з окремих анатомічних частин зерна.
На борошномельних підприємствах застосовують два методи ГТО: холодне і швидкісне кондиціонування. Холодне кондиціонування полягає в зволоженні зерна при мокрій обробці і наступному його відлежуванні (відволожування) у бункерах (засіках).
При швидкісному кондиціонуванні зерно спочатку обробляють парою, а потім миють у холодній воді.
Безпосередньо перед помелом зерно дозволожують на 0,3-0,5 % і після відволожування протягом 20-40 хвилин направляють на помел.
Перед помелом із зерна, різного за якістю, складають помельні партії. Помельні партії – це змішування зерна, наприклад пшениці, за одним з показників – вологістю, зольністю, склоподібністю, вмістом клейковини.
Складена суміш повинна забезпечувати виробництво борошна з максимальним виходом, високими показниками за білизною, зольністю і хлібопекарськими якостями.
Змішування зерна – найкращий спосіб використання зерна зі зниженими борошномельними і хлібопекарськими властивостями.
При оцінці хлібопекарського достоїнства пшениці особливе значення надається її силі. Поняття «сила пшениці» є інтегральним показником і характеризує здатність борошна з цього зерна давати хліб високої якості з максимальним виходом. Сила пшениці в першу чергу пов’язана з кількістю і властивостями її клейковинного білка (якістю).
Залежно від здатності давати борошно визначеної якості зерно підрозділяють на три групи: сильне, середнє і слабке.
Сильні пшениці називають пшеницями-поліпшувачами за їхню здатність при змішуванні з зерном слабкої пшениці давати можливість одержувати борошно високої якості. Середні за вказаними показниками пшениці такою змішувальною здатністю не володіють, але при використанні для помелу таких пшениць одержують борошно досить високої якості. Використання слабких пшениць без застосування пшениць-поліпшувачів не дозволяє одержувати борошно, що задовольняє вимогам хлібопекарської промисловості.
Помел – найважливіша стадія технологічного процесу виробництва борошна – являє собою сукупність процесів і операцій, проведених із зерном.
З однієї і тієї ж партії зерна при помелі вдається одержувати різні сорти борошна, що відрізняються хімічним складом, харчовою цінністю, органолептичними і технологічними властивостями. Однієї з задач помелу є одержання борошна з однорідним гранулометричним складом.
При виробництві оббивного борошна помел використовують для здрібнення усіх анатомічних часток зерна до частин однакового розміру.
При виробництві сортового борошна значному здрібнюванню підлягає лише ендосперм, а зародок, оболонки і алейроновий пласт виділяють у вигляді висівок.
Разові помели застосовують лише для здрібнення зерна, яке призначається для корму сільськогосподарських тварин.
На сучасних млинах борошно отримують шляхом багатократного і поступового здрібнення зерна на вальцьових станках з подальшим просіюванням отриманих продуктів.
Помел здійснюють у два етапи, які називають обдирний і розмельний процеси. Головна задача обдирного процесу полягає у зніманні оболонок і отриманні крупок. На стадії розмельного процесу отримані крупки здрібнюють до розмірів, що відповідають вимогам розміру часток борошна.
Основним апаратом для здрібнення зерна і крупок є вальцьовий станок. Після проходження вальцьового станка здрібнений продукт попадає в апарат для просіювання – розсів. Поєднання вальцьового станка і розсіву у борошномельному виробництві має назву системи Робочим органом вальцьового станка при обдирному процесі є чавунні валки, які мають стальне покриття. Валки обертаються назустріч один одному з різними швидкостями, які відносяться як 1:1,5; 1:2; 1:2,5 і ін. Відстань між валками змінюється залежно від стану помелу. На першій системі, на яку поступає ціле зерно, вона максимальна, потім поступово зменшується. Поверхня валків має рифлі, глибина яких від першої до наступних систем також зменшується.
Через те, що валки у обдирних сисх обертаються з різною швидкістю, зерно між валками не розплющується, а ніби розгортається навколо своєї осі, при цьому з зерна сколюється оболонка, а утворення дрібних часток мінімальне.
Валки розмельних систем не мають рифлів і обертаються з однаковою швидкістю. На цих сисх проводять здрібнення часток ендосперму до розміру часток муки.
Отримані з перших обдирних систем продукти за допомогою розсівів сортують на крупні (більше 1000 мкм) і дрібні (350— 1000 мкм), крупки, дунети (170-350 мкм) і муку (менше 170 мкм).
Крупні і дрібні крупки наряду з ендоспермом можуть мати і деяку кількість оболонок, для відділення яких використовують спеціальні вальцеві станки. Цей процес обробки проміжних продуктів називають шліфувальним.
Крупки, які отримані з різних систем, у тому числі шліфувальних, можуть різнитися за кількістю ендосперму. Якщо крупки отримані з центральних часток ендосперму, то вони мають низьку зольність. Якщо ж крупки отримані з периферійних часток зерна, то вони мають частки алейронового шару, що підвищує їх зольність. Тому крупки необхідно сортувати за якістю. Цей процес має назву збагачення і здійснюється за допомогою апаратів-ситовіялок.
На ситовіяльних машинах крупки і дунети сортують за розміром і щільністю. Ситовіялки працюють способом, який наведено далі.
Продукт, що сортують, подається на нахилені сита, які роблять зворотно-поступальні рухи, і знизу сит подається повітря, у потоці якого утримуються більш легкі частки (менш якісні крупки), а важкі крупки з чистого ендосперму легко проходять через сита.
Одна з фракцій крупної крупки, яку отримують з ситовіялок-манна крупа, вихід якої при помелі пшениці 2-3 %.
Крупки, які розділені за допомогою ситовіяльних машин з урахуванням їх якості, направляють на вальцьові станки шліфувальних або розмелювальних систем. Але за один пропуск через вальцьовий верстат увесь продукт, що надходить, не може бути здрібнений до розміру часток, які відповідають муці. Тому розмельний процес ведуть на кількох сисх.
На перших розмельних сисх переробляють крупки з найменшою кількістю оболонок і отримують муку вищої якості.
На наступних сисх ведуть помел часток, які не здрібнені на перших розмельних сисх, і продуктів, які мають оболонки, при цьому отримують борошно І та II сортів.
Прості повторювальні помели застосовують для отримання житнього або пшеничного борошна (оббивного). Вихід борошна до маси, яка поступає на переробку зерна, для житнього борошна – 95 %, а пшеничного – 96 %, висівки відповідно 2 і 1 %.
Борошно обойне отримують при одночасній роботі трьох вальцьових станків. Особливістю схеми обойного помелу є наявність бічевих машин, на яких продукт після вальцьового станка додатково здрібнюється, після чого на розсів поступає тільки 50 % від загальної кількості продукту, що в цілому підвищує ефективність виробництва Складні повторювальні помели можуть складатися з одночасної роботи чотирьох-п’яти обдирних систем і 10-11 розмельних систем. На них отримують різні сорти борошна.
Якість борошна нормується показниками, які обумовлені стандартами.
Ряд показників, які пред’являються до усіх видів борошна: запах, смак, хруст, вологість, зараженість шкідниками, наявність шкідливих і металевих домішок.
До другої групи відносять показники, які вибирають окремо для кожного сорту борошна.
Крупність помелу відносять до важливих показників технологічних властивостей борошна усіх видів. Фізико-хімічні і біологічні процеси, що проходять при переробці зерна в борошно і борошна у хліб, суттєво залежать від ступеня здрібнення, так як у першу чергу поглинання кисню при помелі і зберіганні борошна тісно зв’язано з кількістю його сумарної поверхню має велике значення для швидкості формування тіста і кількості води, що поглинається у цьому процесі.
При зберіганні відбувається дозрівання борошна, що приводить. до покращання якості порівняно із свіжезмолотим.
Зміни, що відбуваються у борошні при зберіганні після помелу, такі:
O вологість наближається до рівноважного значення, яке дорівнює параметрам повітря;
O колір стає світлішим за рахунок окислення красильних пігментів борошна;
O кислотність підвищується за рахунок накопичення вільних, переважно ненасичених жирних кислот;
O знижується протеолітична активність, атакованість білкових речовин і кількість активаторів протеолізу, за рахунок чого покращуються фізичні властивості клейковини і тіста, зростає во-довбірна здатність борошна;
O цукро – і газоутворююча здатність залишається практично незмінною або дещо знижується.
Література:
Мерко И. Т. Технология мукомольного и крупяного производства, М.: Агропромиздат, 1990. – 288 с. Общая технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. – М.: Колос, 1993. -384с. Стабников В. Н., Остапчук Н. В. Общая технология пищевых продуктов. – Киев, Вища школа. 1980. – 303 с. Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н. И. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 360 с. Мельников Е. М. Технология крупяного производства.-М.: Агропромиздат. 1991. – 207 с. Технология переработки зерна. Учебник. Под ред. Г. А. Егорова, изд. 2-е. доп. и перераб. – М.: Колос. 1977.- 376 с. 664.71(02)/Т 384.
Реферати
Читати далі