7.3. Технологія круп

Різноманітність видів зернових культур і широкий асорти­мент крупів, які з них виробляють, визначають обсяг і складність технологічних процесів у лущильному відділенні круп’яного заводу, вибір необхідного устаткування. Але, незважаючи на особливості перероблення окремих видів круп’яного зерна, в основу побудови технологічних схем покладено низку загаль­них принципів.

На рис. 7.1 показано операції, що передбачені в процесі ви­роблення крупів із цілого ядра та подрібнених круп. Як видно зі схеми, у лущильному відділенні виконують основні техноло­гічні операції: сортування підготовленого до перероблення зерна за величиною, лущення, сортування продуктів лущення, по­дрібнення (різання) ядра, шліфування і полірування ядра, сор­тування та контроль крупів і побічних продуктів.

Сортування зерна перед лущенням на фракції за розмірами підвищує ефективність лущення. Що краще відсортоване зерно за розмірами, то вища ефективність роботи лущильних машин.

Лущення несортованих на окремі фракції сумішей за однакового проміжку між робочими органами лущильних машин призво­дить до подрібнення ядер великих зерен і знижує ефективність відокремлення оболонок під час оброблення дрібних зерен. У пер­шому випадку зростає вихід подрібненого ядра, мучки, тобто вихід цілої крупи знижується. У другому випадку збільшується кількість нелущених зерен, які необхідно повертати на повтор­не лущення. Сортування на фракції сприяє кращому розподілу продуктів лущення і відокремленню чистого ядра. Кількість фракцій залежить від характеру та форми робочої зони лущиль­них машин і умов сортування продуктів лущення. Як правило, зерно поділяють на дві фракції — велику й малу для подальшого окремого їх перероблення. Найбільш точного сортування перед лущенням потребує зерно гречки, яке поділяють на шість фрак­цій. Якщо просо лущать у вальцедекових верстатах, робоча зо­на в яких має клиноподібну форму, а поверхня деки гумова, то його можна не сортувати на фракції.

Зерно на фракції поділяють із застосуванням розсійників, крупосортувальних машин, у яких установлюють сита із кругли­ми чи довгастими отворами різних розмірів — залежно від не­обхідної кількості фракцій та їх величин. Для сортування зерна на п фракцій необхідно, залежно від схеми сортування, устано­вити в машинах (п - 1) різних сит.

Лущення зерна — основна технологічна операція у вироб­ництві крупів, вона найбільш енергомістка, значно впливає на всі техніко-економічні показники виробництва.

Лущенням відокремлюють незасвоювані організмом людини квіткові оболонки рису, проса, вівса, ячменю, плодові оболонки гречки, пшениці, кукурудзи і насінні оболонки гороху. Ці куль­тури розрізняються між собою анатомічною будовою зерна, що визначає спосіб їх лущення, при виборі якого враховують міц­ність зв’язку оболонок із ядром, міцність самого ядра, форму зер­на і вид вироблюваних крупів (із цілого ядра чи подрібненого).

Використовують п’ять основних видів лущильних машин: вальцедекові верстати, верстати з прогумованими валиками, лущильні верстати, лущильні машини з абразивними дисками та оббивні машини. Кожна з них придатна для лущення однієї чи двох визначених зернових культур і непридатна для інших. Принцип дії машин можна звести до трьох основних способів дії їх робочих органів на зерно під час лущення: лущення стиснен­ням і зсувом, лущення багаторазовим биттям, лущення тертям абразивною поверхнею.

Рис. 7.1 — Принципово-технологічна схема лущильного відділення крупозаводу

Під час лущення зерна стисненням і зсувом на зерно діють двома робочими поверхнями, відстань між якими менша за роз­мір зерна. Його застосовують для лущення зерна, оболонки в яко­го не зрошені з ядром. Використовують три основні машини: вальцедекові верстати (для проса і гречки), лущильні верстати (для рису і вівса), лущильники з прогумованими валиками (для рису і проса).

У вальцедековому верстаті квіткові оболонки відокремлюють під час дії на них двох робочих поверхонь, одна з яких — оберто­

вий валець, а друга — нерухома дека, що набрана з гумотканин- них дисків. У лущильниках із погумованими валиками зерно проходить між валиками, які обертаються з різними швидкос­тями назустріч один одному, піддаються їх дії. У лущильних посадах зерно обробляється між двома дисками, розташованими в горизонтальній площині, поверхня яких покрита абразивним матеріалом. Верхній диск є нерухомим, а нижній обертається.

Лущення зерна багаторазовим биттям застосовують для зернових культур із міцним зв’язком ядра з оболонками (ячмінь, пшениця, овес). Для цього використовують оббивні машини з обертовими билами (бичами) і нерухомими сталевими чи аб­разивними поверхнями, як на млинах. Ці машини непридатні для лущення зерна круп’яних культур, у яких крихке ядро (рис, гречка). На круп’яних заводах оббивні машини іноді застосо­вують разом з іншими лущильними машинами. Наприклад, для оброблення вівса під час первинного лущення використову­ють оббивну машину, а частину зерна обробляють повторно на лущильних посадах. Недолік використання оббивних машин для лущення — підвищений вихід подрібненого зерна в резуль­таті інтенсивної дії на продукт.

Лущення зерна тертям на абразивній поверхні використо­вують практично для зерна, оболонки якого міцно зрослися з ядром (ячмінь, пшениця, горох і кукурудза). Застосовують лу­щильно-шліфувальні машини АІ-ЗШН-З. Зерно для оброблення надходить у простір між абразивними кругами, що обертають­ся, і нерухомим перфорованим циліндром. Завдяки інтенсив­ному тертю під час просування зерна в робочій зоні відбуваєть­ся відокремлення оболонок. Машини такого типу застосовують також для шліфування та полірування ядра.

Ефективність процесу лущення зерна для вироблення крупів оцінюють за двома показниками: коефіцієнтом лущення і коефі­цієнтом цілості ядра. Коефіцієнт лущення характеризує процес кількісно і дає змогу визначити кількість лущених і недолуще- них зерен у відсотках. Коефіцієнт цілості ядра дає змогу оціни­ти процес лущення якісно і показує вихід цінного ядра по відношенню до сумарної його кількості (ядро + подрібнене яд­ро + мучка), одержаного в певній машині. Коефіцієнт цілості ядра характеризує якість лущення: що вищий вихід цілого яд­ра, то краще проведено лущення.

Із технологічних властивостей зерна найбільш важливі струк­турно-механічні (міцність ядра, міцність зв’язків оболонок з яд­ром тощо), величина вирівняності і вологості зерна.

За однакового коефіцієнта цілості ядра, що дорівнює приблиз­но 95%, коефіцієнт лущення може бути (%): для вівса — 90-95, для рису — 85-90, для гречки — 50-60. Зі збільшенням коефіці­єнта лущення збільшується вихід подрібненого ядра та мучки.

Сортування продуктів лущення. У результаті лущення ядра одержують різні за якістю та харчовою цінністю продукти: ядро, нелущене зерно, подрібнені частини ядра, мучку, лушпиння тощо. Ядро (лущене ядро) — найцінніший продукт, який після відповідного додаткового оброблення стає крупою. Нелущене зерно з невідокремленими оболонками направляють на додат­кове повторне лущення для одержання з нього ядра.

Дві частинки подрібненого ядра за розмірами менші, ніж установлені стандартом для цілої крупи. Якщо його одержу­ють у процесі перероблення рису, гречки, гороху, то після до­даткового оброблення використовують як харчовий продукт.

Подрібнене ядро, одержане в процесі перероблення проса і вів­са, використовують як цінний кормовий продукт. Мучка теж цін­ний кормовий продукт. Лушпиння використовують як кормо­вий продукт і для технічних потреб.

У процесі сортування продуктів лущення відокремлюють муч­ку, відсівають лушпиння, відокремлюють ядро від недолущених зерен. Подрібнене ядро і мучку відокремлюють сортуванням на просівальних машинах-розсійниках, крупосортувалках. Луш­пиння відсіюють в аспіраційних колонках, аспіраторах. Отже, послідовно застосовуючи сортувальні машини і повітряні сепа­ратори, можна відокремити подрібнене ядро, мучку і лушпиння без особливих складностей. Найскладніше розділити основні продукти лущення — полущені і неполущені зерна через незнач­ну відмінність їх фізичних властивостей. Для цього застосовують методи відбору ядра з використанням різниці в розмірах, густині, стані поверхні лущеного зерна. Ядро відбирають у просівальних машинах (розсійники, крупосортувальні), трієрах, круповідок- ремлювальних машинах (падді-машини, круповідокремлюваль- ні А1-БКО). У просівальних машинах відбирають ядро під час сортування, наприклад, гречки на ситах із круглими отворами. Розміри ядра і нелущеного зерна різні, що дає змогу розділити їх на ситах. У трієрах використовують принцип розділення за довжиною. Найбільша різниця за довжиною цілих нелущених зерен і ядер характерна для вівса, трішки менша для рису. Для цього застосовують дискові трієри з карманоподібними чарунка­ми (комірки, ланки) розміром 9 мм х 9 мм і завглибшки 4,0 мм. Ядро подають у чарунки під час обертання дисків і виводять із машини через вихідний патрубок.

У відокремлювальних машинах суміш лущеного і нелуще- ного зерна розділяють на основному робочому органі — сорту­вальному столі. Дно цього стола становить плоский металевий (сталевий) лист, на поверхні якого виштамповані чарунки (ко­мірки) завглибшки 1 мм розмірами 5 мм х 5 мм. Чарунки обернені випуклим боком назовні. Унаслідок різниці коефіцієнтів тертя і густини лущеного і нелущеного зерна, завдяки коливанням стола, а також відповідному куту його нахилу і профілю чарунок, відбувається ефективний розподіл суміші зерна. Круповідокрем- лювальні машини призначені для відокремлення ядра рису, греч­ки, вівса. Технологічна ефективність процесу круповідокремлення визначається точністю розподілу зернової суміші, чистотою відокремлення лущеного зерна і разом із продуктивністю ма­шин є основним показником результатів сортування продуктів лущення.

Шліфування і полірування ядра. Після лущення на поверх­ні зерна залишаються частки оболонок, які містять кліткови­ну, що не засвоюється організмом людини, частково — алейро­новий шар і зародок. Відокремлення в результаті шліфування оболонок і алейронового шару поліпшує зовнішній вигляд кру­пів, підвищує їх поживну цінність, поліпшує кулінарні власти­вості, знижує тривалість варіння, зменшує водопоглинальну здатність тощо. Відокремлення зародка зменшує вміст жиру і тим самим поліпшує умови зберігання круп, оскільки жир є нестійким під час зберігання і може надавати продуктові присмаку гіркоти.

Вирізняють два види шліфування: шліфування цілого і по­дрібненого ядра для виробництва номерних шліфованих кру­пів. Завдяки шліфуванню подрібнене ядро набуває круглої (ку­леподібної) форми.

У процесі шліфування одержують значну кількість мучки, яка зростає зі збільшенням інтенсивності оброблення продук­ту: рису — до 10-11%, перлової крупи — до 40% та ін. У процесі шліфування утворюється також невелика, але небажана кіль­кість подрібненого ядра. Ефективність процесу шліфування можна оцінити кількістю відокремленої мучки, зміною кольору крупів, зміною вмісту в крупі різних хімічних речовин (золь­ність, уміст заліза тощо).

Окрім шліфування, у технології оброблення деяких видів крупів (рис, горох) застосовують полірування ядра. Полірування поліп­шує товарний вигляд круп: на поверхні ядра зникає мучка, згладжуються подряпини, що утворилися під час шліфування, поверхня крупів стає гладкою, полірованою. Полірування здійс­нюють на машинах, які за принципом дії аналогічні шліфу­вальним. Робочі органи цих машин виробляють із м’якого мате­ріалу — шкіри, тканини або іншого еластичного матеріалу, їх абразивні поверхні роблять із меншою зернистістю.

Різання ядра застосовують для оброблення лущеного, а інко­ли й шліфованого ядра для вироблення номерних крупів (пше­нична, кукурудзяна, перлова, ячмінна). Для подрібнення ви­користовують вальцьові верстати і барабанні дробарки. Для створення сприятливих умов для подрібнення передбачають по­переднє сортування продукту за розмірами. Сортування продук­ту на фракції дає змогу правильно встановити режими для по­дрібнення великого та малого ядра.

Залежно від вимог, що ставляться до кінцевих продуктів, ви­значають два способи подрібнення ядра. За першим способом, який застосовують для виробництва подрібненої тривимірної ячмінної та кукурудзяної круп, ядро подрібнюють, потім сорту­ють за розмірами (номерами) у просіювальних машинах, провію­ють для відокремлення оболонок і одержують кінцевий про­дукт. За другим способом, який застосовують для виробництва номерних шліфованих круп (перлова з ячменю, Полтавська і кукурудзяна), ядро подрібнюють на великі частинки, розсор­товують на фракції за розмірами і потім кожну фракцію окре­мо подають на шліфування.

Режим подрібнення встановлюють залежно від технологіч­них властивостей переробленої культури, виду вироблюваної з неї крупи. Вихід сторонніх продуктів (мучка, інші продукти), що одержують у результаті подрібнення ядра, повинен бути мінімальним.

Сортування і контроль продукції — заключний етап перероб­лення зерна на крупи. Його мета полягає в тому, щоб поліпшити якість крупів у результаті підвищення в них умісту доброякісно­го ядра. Уміст у готовому продукті сторонніх частинок і погано оброблених зерен не повинен перевищувати припустимих норм.

Розвинений процес контролю цілих неподрібнених круп (ядра) передбачає: просіювання на ситах для відокремлення біль­ших і менших частинок, ніж крупа; оброблення ядра (рис, овес, пшоно) для відокремлення недолущених і недоброякісних зерен; сортування у трієрах крупів (рисова, вівсяна) для відокремлення частинок ядра; просіювання в аспіраційних машинах для відок­ремлення оболонок і мучки; контроль у магнітних апаратах для відокремлення металомагнітних домішок.

Контроль подрібнених крупів простіший, ніж контроль цілих крупів. Подрібнені крупи, що одержані під час перероблення ячменю, пшениці, кукрудзи, в процесі контролю розсортову­ють на ситах за розмірами (номерами). Номер крупів характе­ризує величину частин, що входять в окрему фракцію, і визна­чається розміром отвору сита, через яке одержані крупи йдуть проходом, подрібнені крупи (ячмінна і кукурудзяна) сортують за трьома номерами (1, 2, 3). Перлову, пшеничну і кукурудзя­ну номерну крупи після шліфування і полірування сортують за п’ятьма номерами. Крупу кожного номера провіюють в аспіра­торах і контролюють у магнітних апаратах.

Контроль відходів лущильного відділення. До відходів нале­жать сторонні продукти — головним чином мучка і лушпиння. Під час контролю відходів, по-перше, із сторонніх продуктів відокремлюють нормальне ядро, яке можна використати для одержання круп, по-друге, з менш цінних відходів (луска) ви­лучають більш цінні (мучка). Мучку контролюють просіюванням для відокремлення частини ядра і провіюванням в аспіраційних колонках для відокремлення лушпиння. Лушпиння для конт­ролю (відокремлення з нього мучки і частин ядра) просіюють і провіюють в аспіраційних машинах.