Тема 5. Переработка продукции растениеводства Занятие 5.1. Переработка зерна в муку

Цель занятия – изучить основные технологические операции производства муки, виды помолов, сорта муки.

Пшеничная мука вырабатывается из эндосперма, т.е. в процессе измельчения зерна отделяются оболочки. Этого достигают, используя неодинаковую прочность различных частей зерновки – хрупкость эндосперма и большую прочность оболочек и зародыша. Для более полного отделения оболочек от эндосперма быстрое интенсивное измельчение зерна не подходит. Только при постепенных и многократных механических воздействиях сохраняют более крупными частицы оболочек и выделяют в виде мелких частиц содержимое эндосперма. После каждого измельчения полученный продукт сортируют, выделяя из него частицы, достигшие размеров, свойственных частицам муки.

При правильном измельчении и сортировании частиц получают муку из разных частей эндосперма (внутренней и периферийной) благодаря неоднородной прочности структуры зерновки даже в пределах эндосперма. Эта мука отличается по химическому составу, свойствам и питательности вследствие неравномерного распределения веществ в зерне. На основании этого на производстве применяют несколько видов помолов и получают различные выхода и сорта муки.

Помол – это совокупность процессов и операций по переработке

зерна в муку, связанных между собой в определенной последовательности. Помолы делятся на разовые и повторительные. При разовых помолах муку получают в результате однократного пропуска зерна через измельчающую машину. Разовые помолы подразделяются в зависимости от применения просеивания продуктов размола на помолы без просеивания и с просеиванием.

При повторительных помолах мука производится в результате нескольких пропусков через измельчительные машины. Они подразделяются на обойные (простые) и сортовые (сложные). Обойные помолы имеют менее развитый процесс измельчения. Основная часть зерна сразу уже после первой размалывающей системы превращается в муку. Поэтому после каждой размалывающей системы проводится процесс сортирования промежуточных продуктов измельчения. Сортовые помолы в зависимости от степени сложности процесса измельчения делятся на низкосортные и высокосортные.

Технологическая схема производства пшеничной муки включает

следующие операции: составление помольных партий зерна, очистка зерна, гидротермическая обработка зерна (ГТО), измельчение зерна и промежуточных продуктов (помол), сортирование продуктов измельчения, формирование сортов муки, контроль качества муки, расфасовка и упаковка, хранение и реализация.

Комплекс процессов ГТО зерна включает следующие технологические операции:

– мойку зерна в моечных машинах, где в результате гидротермической обработки происходит его увлажнение;

– очистку его поверхности от грязи, пыли, выделение тяжелых и легких примесей;

– отжим избыточной влаги и шелушение с частичным отделением плодовой оболочки, бородки и зародыша;

– дозированное поэтапное увлажнение в аппаратах различной конструкции, где в зависимости от технологической задачи происходит направленное перераспределение влаги в анатомических частях зерна; повышается эластичность оболочек, снижается прочность связей между оболочками и эндоспермом;

– мокрое шелушение зерна, где в процессе гидротермической обработки происходит очистка и шелушение его поверхности, увлажнение и при необходимости отжим избыточной влаги;

– отволаживание – поглощение и распределение влаги в анатомических частях зерна в соответствии с их структурными особенностями;

этот процесс сопровождается снижением прочности эндосперма в ре-

зультате появления микротрещин;

– тепловое воздействие на зерно, которое служит усиливающим фактором при ГТО и осуществляется в кондиционерах;

– обработку сточных вод после машин (фильтрация, отжим мокрых отходов и их сушка).

Применяют два способа кондиционирования: холодное и скоростное (горячее). Холодное кондиционирование проводят с увлажнением водой при температуре 20–40^оС. Скоростное кондиционирование основано на использовании в качестве влагоносителя насыщенного пара для увлажнения и нагревания зерна.

После основного кондиционирования зерно проходит через очистительные машины и транспортные механизмы с интенсивной транспирацией, благодаря чему оболочки подсыхают. Поэтому перед размолом зерно увлажняют и кратковременно отволаживают. Оболочки приобретают эластичность, а эндосперм сохраняет хрупкость. Влажность зерна перед помолом должна быть 15,5–16,5%.

Измельчение зерна – процесс разрушения твердых тел под действи-

ем ударных или ударно-истирающих сил. Различают два вида измельчения: простое – все составляющие твердое тело части разрушаются равномерно для получения однородной смеси и избирательное – твердые тела, неоднородные по составу, разрушаются для извлечения определенных частиц, входящих в состав данных тел. В этом случае измельчение происходит многократно, с тем, чтобы достичь более полного извлечения указанных частиц. В мукомольной промышленности при простых помолах зерна пшеницы и ржи, например, в обойную муку используют простое измельчение. Для получения сортовой муки высокого качества – избирательное.

Процесс измельчения зерна пшеницы состоит из трех этапов: крупообразование с вымолом оболочек (драный процесс), обогащение промежуточных продуктов (шлифовочный процесс), тонкое измельчение обогащенных промежуточных продуктов с вымолом оставшихся оболочек (размольный процесс).

При измельчении зерна систем может быть разное количество, на

пример, 4–5 драных, 4 шлифовочных и 10–14 размольных.

В ходе драного процесса получают крупную (размер 0,7–1,1 мм), среднюю (размер 0,4–0,6 мм) и мелкую (размер 0,28–0,40 мм) крупки, а также жесткий и мягкий дунст (размер 1,12–0,28 мм). Крупки и дунсты различаются содержанием эндосперма и оболочек.

Шлифовочным называют процесс механического отделения от крупок сросшихся с ними частиц оболочек и зародыша. Его осуществляют

на вальцовых станках. На шлифовочные системы направляют раздельно крупные, средние и мелкие крупки. После шлифования крупные крупки становятся средними, средние – мелкими, мелкие – дунстами.

Все промежуточные продукты после рассевов направляются на размольный процесс, где крупки и дунсты, полученные на предыдущих системах, измельчаются в муку.

Таким образом получают от 45 до 54 и более потоков муки разного качества. Объединяя различные потоки муки, формируют сорта.

Помол ржи ведут по более простой схеме. После подготовки зерна к помолу осуществляют размол (обойный помол) с отбором или без отбора отрубей или исключая процессы обогащения и шлифования (сортовой помол). Это связано с тем, что частицы после драного процесса почти не различаются по скорости витания, поэтому обогащение и шлифование при сортовых помолах ржи не применяют. Помол ржи при производстве сеяной и обдирной муки ведут с использование 4–5 или 5 драных и 1–2, 3–5 или 5 размольных систем. Обойный помол ведут на 4 драных системах.

Выход муки – это отношение массы полученной муки к массе зерна, поступающего на переработку, выраженное в процентах.

Ржаная мука производится трех сортов: обойная, обдирная, сеяная. Эти сорта различаются зольностью и крупностью.

Пшеничную муку вырабатывают следующих сортов: высшего, первого и второго сортов, обойную.

Ржано-пшеничная мука получается в результате помола смеси зерна, состоящей из 60% ржи и 40% пшеницы, пшенично-ржаная – помола смеси зерна, состоящей из 70% пшеницы и 30% ржи.

К органолептическим показателям, определяемым в муке, относят цвет, запах, вкус, наличие хруста; к физико-химическим – влажность, зольность, содержание и качество клейковины, крупность помола. Также определяется содержание вредной примеси, металлопримеси, зараженность вредителями.

Задание 1. Описать схему технологического процесса получения муки и дать характеристику технологическим операциям.

Задание 2. Провести размол зерна на лабораторной мельнице и оценить качество отдельных фракций рассева.

Материалы и оборудование: зерно различных культур, лабораторная мельница, сита, литература [3, с. 26–40].

Занятие 5.2. Переработка зерна в крупу

Цель занятия – изучить технологические процессы при производстве крупы из разных видов зерна.

Для производства пшена, рисовой, овсяной и гречневой крупы применяется схожая технология (рис.5.1). Несколько отличается технологический процесс получения ячменной, кукурузной, пшеничной крупы и гороха лущеного.

Первым процессом переработки зерна в крупу является очистка от различного рода примесей. В процессе очистки от зерна отделяют лег-

кие, мелкие и крупные примеси, мелкие и щуплые зерна, металлопри меси. От результатов очистки зависит чистота крупы.

Следующий этап – гидротермическая обработка зерна. Первый способ ее проведения заключается в пропаривании зерна, его кратко-

временном отволаживании, сушке и охлаждении. Он используется при переработке зерна гречихи, овса, гороха. Второй способ включает увлажнение зерна с последующим его отволаживанием. Этот способ применяется при производстве крупы из пшеницы и кукурузы. Перловую и ячневую крупу можно получить без ГТО. Гидротермическая об-

работка вызывает разрушение клеящих веществ (пектина) в пленках и оболочках зерна, частичную клейстеризацию крахмала в периферийных слоях эндосперма и инактивацию ферментов. Пленки у зерна злаков становятся более хрупкими, ядро – более прочным. В нем прекращаются окислительно-восстановительные процессы (дыхание) и снижается эффективность ферментов. Поэтому ГТО облегчает шелушение или обрушивание зерна и способствует увеличению выхода недробленой крупы.

Сортирование (калибрование) зерна по размеру перед шелушением проводится на ситах с целью получения фракций, состоящих из зерна

однородного по размеру или отделения мелких зерен. Сортирование по размеру применяют при переработке зерна гречихи, овса, гороха, иногда проса.

Обрушивание (шелушение) зерна заключается в отделении цветочных пленок (у гречихи – плодовых оболочек), производится на обрушивающих машинах – шелушительных поставах или вальцовых крупору-

шильных станках. Обрушивание зерна – наиболее важный технологи-

ческий процесс, так как в результате отделения неусвояемой части зерно превращается в пищевой продукт.

Продукт при выходе из обрушивающей машины содержит цельное, колотое и дробленое ядро, необрушенные зерна, лузгу, мелкоизмельченные частицы, мучку.

Чтобы отделить чисто ядро, полученный после обрушивания продукт очищают и сортируют.

Шлифование продукта влияет на качество крупы. Оно применяется при переработке проса, овса, риса. Шлифуют цельную крупу для

ЗЕРНО

ВЫДЕЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ

легкие и тяжелые примеси

ГИДРОТЕРМИЧЕСКАЯ

ОБРАБОТКА

СОРТИРОВАНИЕ

ПЕРЕД ШЕЛУШНИЕМ

примеси, травмированные

зерна

ШЕЛУШЕНИЕ

нешелушенные зерна

КОНТРОЛЬ ОТХОДОВ

СОРТИРОВАНИЕ

ПРОДУКТОВ

ШЕЛУШЕНИЯ

дробленка

лузга

мучка

зародыш

ДРОБЛЕНИЕ

(КРУПОВЫДЕЛЕНИЕ)

СОРТИРОВАНИЕ

ПРОДУКТОВ ДРОБЛЕНИЯ

ШЛИФОВАНИЕ

мучка

КОНТРОЛЬ

НЕДРОБЛЕНОЙ КРУПЫ

КОНТРОЛЬ

ДРОБЛЕНОЙ КРУПЫ

КРУПА ЦЕЛАЯ

(ШЛИФОВАННАЯ)

КРУПА ДРОБЛЕНАЯ,

НОМЕРНАЯ, ШЛИФОВАННАЯ

Рис. 5.1. Структурная схема производства крупы

удаления зародыша и наружных частей зерна, а также крупнодробленую (перловую, кукурузную, пшеничную) для придания ей определенной формы, однородности и улучшения ее потребительских качеств.

Производство крупы, представляющей собой дробленые ядра зерна крупяных культур (ячневая, пшеничная, кукурузная), отличается тем, что зерно после разделения продуктов шелушения направляется на дробление, а затем выработку продукта по общей схеме.

Манную крупу получают путем отбора крупной крупки при хлебопекарном помоле при производстве пшеничной муки в количестве 1,5–2%.

Производство гороха цельного шелушеного состоит из следующих операций: очистка и отделение мелкого гороха (диаметром менее 5 мм), увлажнение, пропаривание, сушка, охлаждение, лущение и сортировка, контроль качества и упаковка.

Гречневая крупа, содержащая только целые ядра зерна, называется

ядрица. В процессе производства получают также дробленое ядро гречихи – продел.

Из ядра зерна овса крупяных кондиций производят недробленую овсяную крупу, овсяные хлопья, толоку.

Из зерна ячменя вырабатывают два вида крупы – перловую и ячневую. Перловая крупа производится пяти номеров, ячневая – трех. Перловая крупа представляет собой целое или дробленое ядро, освобожденное от цветочных пленок, частично от плодовых и семенных оболочек, зародыша, хорошо отшлифованное и отполированное.

Перловая крупа 1-го и 2-го номеров (крупная) имеет овальную форму ядра. Крупа 3, 4 и 5-го номеров состоит из дробленых зерен, округленных до шарообразной формы. Ячневая крупа получается в результате дробления ядра, которое освобождается от цветковых и частично плодовых оболочек.

Особенностью подготовки зерна ячменя к переработке является его предварительное шелушение. Перловую крупу получают многократным шлифованием и полированием шелушеного зерна.

Задание 1. Перечислить технологические процессы переработки зерна в крупу и дать им характеристику.

Задание 2. Охарактеризовать виды крупы, получаемые из зерна разных культур.

Материалы и оборудование: образцы различного вида крупы, литература [3, с. 40–59].