- •Технология производства муки и круп
- •Калашникова с.В.,
- •Технология мукомольного производства
- •Глава 1. Виды помолов. Ассортимент мукомольной продукции
- •1.1. Классификация помолов
- •1.2. Ассортимент продукции мукомольного производства
- •Глава 2. Подготовка зерна к помолу в элеваторе
- •2.1. Формирование помольной партии
- •2.2. Подготовка помольных партий
- •Глава 3. Подготовка зерна к помолу в зерноочистительном отделении мельницы
- •3.1. Последовательность технологических операций в зерноочистительном отделении мельницы
- •Построение технологического процесса подготовки зерна к помолу на мукомольном заводе, оснащенном комплектным оборудованием
- •3.2. Ситовое сепарирование
- •Разновидности применяемых сит
- •Техническая характеристика сит
- •Полотна решетные первого типа
- •Полотна решетные второго типа
- •Полотна решетные третьего типа
- •Сетки проволочные стальные тканые
- •Сита шелковые
- •Ткани капроновые для сит (ост 17-46-82)
- •Ткани полиамидные для сит
- •3.3. Выделение минеральных примесей
- •Очистка зерна от примесей, отличающихся длиной
- •3.5. Очистка зерна от металломагнитных примесей
- •Очистка зерна от примесей, отличающихся от него аэродинамическими свойствами
- •3.7. Очистка поверхности зерна
- •3.8. Гидротермическая обработка зерна
- •Обработка зерна водой
- •3.9. Обеззараживание зерна
- •3.10. Травмирование зерна в процессе подготовки к помолу
- •3.11. Классификация отходов, получаемых в зерноочистительном отделении
- •Глава 4. Переработка зерна в муку
- •4.1. Драной процесс
- •Измельчение зерна в вальцовых станках
- •Вальцовый станок
- •Измельчение в машинах ударно-истирающего действия.
- •4.2. Сортировочный процесс
- •4.3. Процесс обогащения
- •Сортирование продуктов измельчения зерна по добротности
- •4. Шлифовочный процесс
- •4.5. Размольный процесс
- •Глава 5. Выявление причин недобора муки, выработка муки нестандартной по качеству
- •5.1. Недобор муки
- •5.2. Выработка муки, нестандартной по крупности
- •5.3. Выработка муки, нестандартной по зольности
- •5.4. Выработка муки, нестандартной по цвету
- •5.5. Выработка муки, нестандартной по клейковине
- •Технология крупяного производства
- •Глава 6. Технологические свойства зерна крупяных культур
- •6.1. Основные данные о строении зерна
- •6.2. Структурно-механические и физико-химические особенности зерна
- •Глава 7. Подготовка зерна к переработке
- •Последовательность технологических операций в зерноочистительном отделении крупозавода
- •7.2. Очистка зерна от примесей, отличающихся от него толщиной и шириной Выбор сит с отверстиями различной формы
- •Основные принципы и схемы очистки и сортирования в просеивающих машинах
- •Рассев а1-бру
- •7.3. Гидротермическая обработка зерна крупяных культур
- •Увлажнение зерна водой или паром
- •Сушка увлажненного или пропаренного зерна и его охлаждение
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Переработка зерна в крупу
- •8.1 Сортирование зерна перед шелушением
- •8.2. Шелушение зерна
- •8. 3. Сортирование продуктов шелушения
- •8.4. Крупоотделение
- •8.5. Шлифование и полирование крупы
- •8.6. Дробление ядра
- •8.7. Контроль крупы, побочных продуктов и отходов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Переработка зерна отдельных крупяных культур в крупу
- •9.1. Производство пшена
- •9.2. Производство гречневой крупы
- •9.3. Переработка ячменя в крупу
- •9. 4. Переработка овса в крупу
- •9.5. Производство рисовой крупы
- •9.6. Производство пшеничной крупы
- •9.7. Производство кукурузной крупы
- •9.8. Технология гороховой крупы
- •9.9. Технология крупы быстрого приготовления
- •9.10. Побочные продукты крупяных заводов
- •Контрольные вопросы
- •Словарь употребляемых понятий и требований
- •Список литературы
- •Содержание
- •Глава 1. Виды помолов. Ассортимент мукомольной
- •Глава 2. Подготовка зерна к помолу в элеваторе 14
- •Глава 3. Подготовка зерна к помолу в зерноочистительном
- •Глава 4. Переработка зерна в муку 102
- •Глава 5. Выявление причин недобора муки, выработка
- •Глава 6. Технологические свойства зерна крупяных
- •Глава 7. Подготовка зерна к переработке 147
- •Глава 8. Переработка зерна в крупу
- •Глава 9. Переработка зерна отдельных культур
- •Технология производства муки и круп
- •394087, Воронеж, ул. Мичурина 1
6.2. Структурно-механические и физико-химические особенности зерна
Составные части зерна крупяных культур — оболочки, эндосперм и зародыш — характеризуются следующими основными структурно-механическими и физико-химическими особенностями:
1) прочность связей цветочных пленок (у гречихи - плодовых) с ядром;
2) различная степень сопротивляемости ядра дроблению при снятии цветочных пленок (шелушении);
3) однородность и выравненность зерновой массы, крупность и выполненность зерен;
4) свежесть зерновой массы, цвет, вкус, запах, влажность и засоренность;
5) содержание органических и неорганических веществ в зерне.
Различные крупяные культуры характеризуются неодинаковой степенью прочности связей щеточных пленок с ядром.
Так, зерна проса с цветочными пленками серого и красного цвета отличаются более прочной связью с ядром, чем зерна проса с пленками белого, кремового и желтого цветов. Как показывают проведенные нами исследования, в фазе раскрытия пленок предварительное сжатие (требующееся усилие) для шелушения серого и красного проса (при нормальной влажности зерна) составляет 12,3—14,4 кг/см2, а для шелушения белого, кремового и желтого - 10,1—11,8 кг/см2.
Снятие цветочных пленок с зерна стекловидного ячменя сопряжено с большими трудностями, чем с зерна мучнистого ячменя. Усилие, требующееся для шелушения того или другого, составляет соответственно 23,8— 27,9 кг/см2 и 16,9—18,4 кг/см2.
Шелушение крупного зерна гречихи требует меньших усилий (11,3—12,6 кг/см2), чем шелушение мелкого зерна (15,0—16,9 кг/см2).
Это положение относится не только к гречихе, но и ко всем культурам, перерабатываемым в крупу. Опыт предприятий крупяной промышленности свидетельствует, что крупное зерно, в котором цветочные пленки менее плотно примыкают к ядру, легче шелушить, чем мелкое, что обусловливает более эффективное использование зерна (больший выход крупы) и оборудования.
Следует иметь в виду, что прочность связей цветочных пленок с ядром в значительной мере определяется степенью влажности зерна: чем выше влажность, тем труднее они снимаются (шелушатся).
В процессе подготовки к переработке структурно-механические свойства зерна, неразрывно связанные с его строением и физико-химическими особенностями, используются главным образом для того, чтобы, воздействуя на них при помощи различных технологических приемов (пропаривание, сушка и т. п.), изменить указанные свойства. Это облегчит возможность отделения цветочных пленок при шелушении и сделает ядро более устойчивым к внешним воздействиям.
Зерно крупяных культур вследствие неодинаковых структурных особенностей ядра (консистенция эндосперма) характеризуется различной степенью сопротивляемости воздействию рабочих органов шелушильных машин.
Для технологических целей весьма важно, чтобы зерновая масса состояла из одинаковых по стекловидности или мучнистости зерен, так как переработка смеси тех н других нарушает режим работы машин и влечет за собой потери ядра. Чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия технологического процесса, необходимо формировать однородные по крупности и консистенции партии, направляемые в шелушильное отделение крупозавода.
Говоря о консистенции, следует иметь в виду, что стекловидность эндосперма обусловлена наличием в промежутках между крахмальными зернами белковых прослоек, усиливающих прочность эндосперма.
Мучнистый эндосперм характеризуется содержанием значительного количества мелких крахмальных зерен, заполняющих промежутки между большими зернами крахмала, в связи с чем эндосперм при шелушении и шлифовании легче поддается воздействию на него разрушающих усилий.
Так, в наших опытах для раздавливания (дробления) ядра проса стекловидных сортов при нормальной влажности требуется усилие, равное 28,9 — 30,4 кг/см2, в то время как при тех же условиях для мучнистых сортов это усилие составляет 24,1 — 25,4 кг/см2, для ядра ячменя — соответственно 40,6—41,9 и 38,1—38,5 кг/см, для ядра овса — соответственно 31,9 — 40,6 и 28,9—33,5 кг/см2. Выведенная закономерность наиболее отчетливо проявляется при переработке риса стекловидных, полустекловидных и мучнистых сортов,
При шелушении зерна крупяных культур степень влажности эндосперма, как основной части ядра, обусловливает ослабление или усиление сопротивляемости его разрушающим усилиям. Чем влажнее (до установленного предела) эндосперм, тем легче его сохранить в целом виде, что и соответствует задачам технологического процесса крупяного производства. Если допускается нарушение установленного предела влажности и в переработку поступает зерно влажностью ниже 13,0 % (просо, гречиха, рис) и 12,0 % (овес, ячмень), то ядро легко дробится, в связи с чем уменьшается выход продукции и увеличивается выход дробленых частиц.
На шелушение мелкого зерна во всех случаях требуется большая затрата усилий, чем на шелушение крупного. Поэтому на крупозаводах придают особо важное значение сортированию зерна по крупности и применяют различные рабочие поверхности шелушильных машин и различный режим их работы.
Однородный состав зерновой массы (типы, сорта, крупность) в значительной мере определяют ход технологического процесса выработки крупы.
Правильное установление типа (проса, риса, гречихи) и сорта (гречихи, овса, ячменя, кукурузы) очень важно при смешивании (подсортировке) направляемых в переработку партий, так как зерно разных типов или сортов отличается различными технологическими свойствами,
Не менее важные показатели крупность и масса 1000 зерен. В крупном зерне количество и вес оболочек и зародыша по отношению к ядру характеризуются наименьшими величинами, а в мелком — наоборот. В то же время выполненные мелкие зерна иногда имеют более тонкие цветочные пленки и меньший зародыш, но отношения веса оболочек, зародыша и ядра изменяются не пропорционально размерам зерна.
Как уже указывалось, чем больше в перерабатываемой партии крупных зерен, тем эффективнее ведется процесс шелушения.
В крупяной промышленности особое внимание уделяют определению выравненности и однородности зерновой массы.
При этом обычно применяют набор сит с отверстиями определенных размеров применительно к величине зерен перерабатываемой культуры. Выполненность зерна не всегда связана с его формой, но, как правило, присущая данному типу и сорту нормальная форма указывает на развитость и крупность ядра, т. е. на его выполненность. Выравненность партии зерна определяют, складывая величины схода (остатка) с двух сит с отверстиями определенных размеров. Так, например, степень выравненности ячменя характеризуется суммой сходов сит с отверстиями 2,8x20+2,5x20 мм и 2,5x20+2,2x20 мм. Выравненность можно считать хорошей, если она превышает 80 %, и неудовлетворительной, если она находится в пределах 50—70 %.
К невыполненным относят зерна с недоразвитым ядром и с повышенным весом (количеством) цветочных пленок —так называемые щуплые,—которые подлежат отбору при очистке и сортировании партий зерна, перерабатываемого в крупу.
Процентное отношение веса (количества) цветочных пленок проса, овса, риса (плодовых оболочек у гречихи) к весу выделяемых при анализе навески нормальных зерен (без сорной и зерновой примесей, а также шелушеных зерен) — пленчатость — является одним из основных показателей качества крупяного зерна. Качество зерна тем выше, т. е. ядра в нем тем больше, чем меньшей пленчатостью оно характеризуется, так как цветочные пленки (плодовые оболочки у гречихи) не представляют питательной ценности.
Пленчатость зерна различных культур указана в приводившейся ранее табл. 29.
Как указывалось, показатель пленчатости не учитывает содержания в зерновой массе различных примесей, так как весовое количество цветочных пленок, необходимое для определения содержания ядра, устанавливают только по отношению к чистому зерну. Между тем для точного определения предполагаемого (расчетного) выхода крупы необходимо учитывать и примеси (сорную, зерновую, шелушеные зерна) вместе с цветочными пленками, относимыми к отходам производства и называемыми лузгой.
Зная величину пленчатости и количество примесей, нетрудно определить содержание ядра в перерабатываемой партии зерна. Для этого в зависимости от культуры применяют следующие формулы:
а) при переработке проса в крупу:
х=((% норм. зерен +2/3 зерновой примеси)/100)*(100-% пленок в чистом зерне)/100+шелушенные зерна.
При исчислении процента ядра шелушенные ядра к нормальному зерну не относят, а 1/3 зерновой примеси учитывают как сорную примесь;
б) при переработке гречихи в крупу:
х=[А+2/3(Б-О)]*(100-Р)/100, (12)
где А – количество нормальных зерен, % [100-(сорная примесь+зерновая)];
Б – количество зерновой примеси, %;
О – количество шелушеных зерен, %;
Р – количество пленок, %.
Примечание. При исчислении ядра 1/3 зерновой примеси учитывают как сорную примесь.
При исчислении процента ядра 1/3 зерновой примеси учитывают как сорную примесь.
Количество нормальных зерен равно:
[100-(сорная+зерновая примеси+шелушеные зерна)].
в) при переработке овса в крупу:
х=(100-П)*[100-(С+З+М+О+К+Р)]/100+О+К+Р, (13)
где П – количество пленок в чистом зерне овса, %. оставшегося на сите с отверстиями 1,8Х20 мм;
С – количество сорной примеси, %;
З – количество зерновой примеси, %;
М – количество мелких зерен, %, прошедших через сито с отверстиями 1,8х20 мм;
О – количество шелушеных зерен овса, % из остатка на сите с отверстиями 1,8х20 мм;
К – количество зерен пшеницы и полбы, %;
Р – количество зерен ржи и ячменя, относимых к основному зерну, %.
При исчислении количества лузги пользуются следующими формулами
при переработке гречихи в крупу:
х=[% норм. зерен+2/3 (зерновой примеси - шелушенные зерна)] ∙пленчатость/100;
при переработке проса в крупу:
х=100-(с.п.-з.п.+ш.з.)+2/3∙з.п.) ∙П/100, (14)
где х – количество лузги;
с.п. – количество сорной примеси, %;
з.п. – количество зерновой примеси, %;
ш.з. – количество шелушеных зерен, %;
П – количество пленок, %.
при переработке овса в крупу:
х=[100-(С+З+М+О+К)] ∙П/100, (15)
где х – количество лузги, %;
С – количество сорной примеси, %;
З – количество зерновой примеси, %;
М – количество мелких зерен, %, прошедших через сито с отверстиями 1,8х20 мм;
О – количество шелушеных зерен овса, %, из остатка на сите с отверстиями 1,8х20 мм;
К – количество зерен пшеницы и полбы, %;
П – количество пленок (включая примесь мелких зерен), %.
Примеси — сорная, зерновая, вредная, минеральная, находящиеся в зерновой массе, представляющей собой совокупность огромного количества отдельных зерен с различными физико-химическими свойствами, допускаются в пределах норм, установленных ГОСТ на крупяное зерно.
Оставление таких примесей в неудовлетворительно очищенном зерне отражается на выходе продукции и ухудшает ее качество.
Особого внимания работников зерноочистительных отделений крупозаводов требуют трудноотделимые примеси (например, звенья дикой редьки, татарская гречиха, щетинник, вьюнок, головня и др.),
Для выделения примесей необходимо применять развитую схему очистки (двух-, трехкратный пропуск через сепараторы, одно-, двукратный пропуск через камнеотборник и сита с отверстиями треугольной формы, двукратный пропуск через триеры и т. п.).
Наряду е засоренностью зерновой массы различными примесями некоторое значение имеет зараженность ее вредителями.
Наличие в зерновой массе клеща, долгоносика и других вредителей связано с увеличением количества поврежденных зерен, что отрицательно сказывается на процессе шелушения (усиленное дробление ядра) и, следовательно, приводит к уменьшению выхода продукции.
При оценке технологических свойств зерновой массы - запах, вкус и цвет, и комплексного показателя — свежесть,— определяемые органолептически, дают представление о различных отклонениях от установленных норм качества.
Зерно, поступающее в зерноочистительное отделение крупозавода, должно быть свежим и не иметь посторонних запахов.
Неблагоприятные метеорологические условия в период созревания и уборки или неправильное хранение могут обусловить появление в зерне затхлого и плесневелого запаха.
Кроме того, запах может появиться в результате нарушения режима сушки, перевозки в неочищенных вагонах, в загрязненных мешках и т. п. Проросшие зерна могут придать зерновой массе сладковатый привкус. Кислый или горький вкус, неестественно темный цвет оболочек и ядра указывают на несвежесть зерна, и направление его в переработку отрицательно скажется на качестве крупы.
Ранее уже говорилось о значении фактора влажности различных частей зерна в технологическом процессе крупяного производства. Для пленчатых культур характерно то, что при общей влажности в 14,0—14,5 % влажность цветочных пленок будет всегда ниже влажности зерна с пленками на 0,5—1,0 %, в то время как влажность ядра будет выше на 0,2—0,3 %. Такое различие в показателях влажности оболочек и ядра облегчает процесс шелушения.
Зерно, являясь живым организмом, включает ряд органических (белки, жиры, углеводы, ферменты, витамины, пигменты) и неорганических (вода, минеральные соли) веществ. Количественное соотношение этих веществ и их роль в жизненных процессах различны, поскольку биологические функции и назначение отдельных анатомических частей зерна неодинаковы. Следовательно, при технологической оценке следует учитывать не только общий химический состав, но и состав отдельных частей его, поскольку он определяет ценность зерна и вырабатываемой из него крупы. В зависимости от типа или сорта культуры, года урожая и района произрастания возможны колебания химического состава.
Зерно пленчатых культур характеризуется большим содержанием углеводов (крахмала), составляющих 4/5 веса всего зерна (56—78 %), Количество белковых веществ находится в пределах 7,5—14,8 %. Жиры не превышают 2—4 % и лишь в овес доходят до 7 %. Прочие углеводы (сахар) присутствуют в незначительном количестве (0,2—0,4 %). Содержание минеральных солей (золы) колеблется от 2,0 до 4,7 %. Таким образом, крупяное зерно является ценным источником углеводного питания.
Количество различных химических веществ и их свойства значительно изменяются в зависимости от того, в какой части зерна они находятся.
Цветочные пленки в основном состоят из клетчатки, золы и большого количества окиси кремния. Такой состав наружных покровов зерна делает их непригодными для использования в качестве пищевого продукта.
Плодовые и семенные оболочки и алейроновый слой наряду со значительным количеством клетчатки и золы отличаются большим содержанием белковых веществ,
Основная масса питательных веществ концентрируется в эндосперме, который содержит до 90 % (от веса эндосперма) крахмала.
Зародыш также богат белками и углеводами (сахаром) и особенно жирами.
Наиболее высокими пищевыми достоинствами обладают эндосперм и зародыш, содержащие легко усваиваемые белки, углеводы и жиры.
Контрольные вопросы
Назовите составные части зерна крупяных культур.
Какой вес имеют цветковые пленки у пленчатых культур?
Структурно-механические и физико-химические особенности зерна крупяных культур.
Назовите основные показатели качества зерна, поступающего на переработку в крупу.
Назовите химический состав зерна крупяных культур.