У вступі обґрунтована актуальність теми дисертації, вказані основні напрямки проведення досліджень.

У першому розділі наведено огляд наукових публікацій із питань вивчення біохімічних і технологічних властивостей зерна сорго і соризу. Хімічний склад і висока скловидність соризу дають підставу стверджувати про доцільне використання цієї цінної зернової культури в круп'яному виробництві. На підставі аналізу наукової та науково-технічної літератури сформульовані мета і задачі дослідження.

В другому розділі визначені науково-методичні основи проведення досліджень, експериментальна база та об'єкти. Розроблено програму проведення досліджень (рис.1). Об'єктом досліджень використано зерно соризу п'яти сортів, які були вирощені у різні роки на полях Одеської області.

У третьому розділі наведені результати експериментальних досліджень технологічних та хімічних властивостей п'ятьох сортів соризу та режимів процесів лущення і шліфування.

Зернини сортів соризу, що досліджувались, мали округлу або овальну форму. Забарвлення зернин, в залежності від кольору оболонок, було світло-жовтим або жовтим. Поверхня зернин гладка, глянсова.

Скловидність зерна, маса 1000 зерен, натура, а також фракційний склад показані в табл.1. Найбільш характерною рисою зерна соризу є його висока скловидність, що обумовлює структуру та режими систем технологічного процесу переробки зерна в крупу, а також її зовнішній вигляд і споживчі властивості.

З метою визначення за яким з лінійних розмірів зерна необхідно фракціювати зернову суміш, були вивчені геометричні розміри соризу різних сортів. Встановлено, що незалежно від сорту і року врожаю, найменшим розміром зернини є товщина (2,0-3,1) мм, яка у 1,3-1,5 рази менше ширини зернини. Значення розмірів довжини зерна перевищують розміри його ширини усього на (0,1-0,8) мм. Побудова варіаційних кривих лінійних розмірів зерна, а також математико-статистична обробка даних дозволили зробити висновок про необхідність фракціювання зернової суміші за шириною зерна з використанням решітних сит I-го типу.

Хімічний склад соризу не поступається по поживним речовинам іншим видам круп'яної сировини. Вміст крохмалю складає (61,5-65,9) %, "сирого” протеїну - (13,2-14,5) %, причому найбільша його кількість міститься в зерні сорту Янтарний, скловидність якого (95-100) %. Зольність зерна - (1,28-1,84) %, вміст клітковини - (1,54-2,70) %, "сирого” жиру - (3,89-5,03) %. Танінів у зерні соризу не виявлено.

Таблиця 1

Технологічні властивості зерна різних сортів соризу

Дослідження режимів процесу лущення проводили на лабораторному голендрі. Ефективність процесу оцінювали такими показниками: вихід цілого ядра і його зольність; вихід подрібненого ядра і його зольність; вихід лущених зерен. Встановлено, що лущення зерна соризу по фракціях збільшує загальний вихід ядра в порівнянні з нефракційованим зразком на (0,6-1,8) %, тому дослідження процесу лущення, з метою вибору його режимів, проводили за фракціями крупності: перша фракція зерна - схід із сита 4,0 мм (-/4,0); друга фракція - прохід сита 4,0 мм і схід із сита 3,7 мм (4,0/3,7); третя фракція - прохід сита 3,7 мм і схід із сита 3,3 мм (3,7/3,3). На рис.2 наведені вихід цілого і подрібненого ядра, зольність цих продуктів, а також вихід лущених зерен в залежності від часу лущення. Крупні фракції зерна соризу найбільш технологічні. Режими лущення повинні бути індивідуальні для кожної фракції зерна соризу.

Технологічну ефективність процесу шліфування оцінювали такими показниками: вихід цілої і подрібненої крупи; вміст жиру і золи в цілій крупі, вихід мучки. Показано, що зі збільшенням ступеня шліфування ядра, з метою зниження вмісту жиру в крупі, знижується вихід готової продукції. Одночасно зі зниженням жиру зменшується кількість "сирого” протеїну і вітамінів у крупі. Процес шліфування ядра соризу доцільно завершити при виході мучки (10,0-14,0) %, вмісту жиру в крупі - (0,6-1,0) %, золи - (0,4-0,6) %, "сирого” протеїну - (11,3-12,5) %.

У четвертому розділі обгрунтовано вибір методу холодного кондиціювання зерна, його режимів з метою підвищення ефективності процесу лущення. Сплановано та здійснено експеримент по двом факторам, які змінюються: приросту вологості перед першою лущильною системою - ?W, % (від 0,5 до 2,5 %) і часу відволоження - t, год (від 0,5 до 1,5 год). Критеріями оптимізації процесу холодного кондиціювання обрані: вихід цілого ядра № 1 (Y₁); зольність цілого ядра № 1 (Z₁); загальний вихід ядра (Y₂); вихід подрібненого ядра (Y₃). У результаті реалізації матриці експерименту отримано математичний опис методу холодного кондиціювання:

Y₁ = 39,082 - 6,817 ?W - 3,23 t² (1)

Z₁ = 2,09 - 0,56 ?W - 1,467 t + 0,178 ?W² + 0,693 t²; (2)

Y₂ = 91,069 - 3,483 ?W - 5,433 t; (3)

Y₃ = 6,054 + 4,333 t + 1,117 ?W²; (4)

Рівняння (1-4) адекватно описують експериментальні дані в зазначеному діапазоні зміни факторів ?W і t. Ізолінії залежності виходу ядра і його якості від ступеня зволоження і часу відволоження наведені на рис.3. Аналіз залежності загального виходу ядра, а також виходу цілого ядра показує, що зі збільшенням як часу відволоження, так і ступеня зволоження зерна перед першою системою лущення їх вихід знижується. Зворотня картина спостерігається з виходом подрібненого ядра. Як зі збільшенням ступеня зволоження, так і зі збільшенням часу відволоження вихід подрібненого ядра збільшується.

Аналіз залежності показника зольності цілого ядра від ?W і t свідчить, що із збільшенням часу відволоження з 0,25 до 1,25 год, так і із збільшенням ступеня зволоження від 0 до 1,5 % зольність ядра зменшується на 0,14 %. Збільшення часу відволоження понад 1,25 години, як і зволоження більш 2,0 %, призводить до зростання зольності ядра, що свідчить про недостатнє відокремлення з поверхні ядра оболонок.

Для визначення оптимальних параметрів ?W і t використовували графічний метод. Показники, що оцінюють ефективність процесу лущення (Y₁, Y₂, Y₃, Z₁), обмежували значеннями, отриманими при лущенні некондиційованого зерна. Y₁ - повинно бути вище 21 %, Y₂ - не менше 76 %, Y₃ - не більше 13,0 %, Z₁ - не більше 0,93 %. Накладення кривих рівного виходу для перерахованих значень Y₁, Y₂, Y₃, Z₁ дозволило одержати компромісне рішення задачі оптимізації режимів воднотеплової обробки зерна: ?W - (1,1-1,6) %, t - (0,9-1,2) год. По зазначених режимах була проведена перевірочна лабораторна переробка. Загальний вихід ядра склав 81,2 %, вихід цілого ядра № 1 - 27,6 % (зольністю 0,90 %), вихід цілого ядра № 2 - 41,2 % (зольністю 0,65 %), подрібненого ядра - 12,4 % (зольністю 0,38 %).

У п'ятому розділі обгрунтована структура технологічного процесу виробництва шліфованої крупи та пластівців із зерна соризу, характеристика та режими систем окремих етапів, вивчені хімічний склад і споживчі властивості нових видів продуктів.

Підготовку зерна соризу до переробки здійснювали в ситоповітряному сепараторі і каменевідокремлювачі. У ситоповітряному сепараторі відокремлювали крупні домішки сходом із сита (4,5-5,0) мм, дрібні домішки і бите зерно соризу та других культур - проходом сита 2,0 мм. Фракціювання зернової суміші проводили за допомогою круглих решітних сит на три фракції (-/4,0; 4,0/3,7; 3,7/3,3), кожну з який переробляли окремо. У розділі обгрунтовано вибір сит для відділення із суміші після процесу лущення мучки та подрібненого ядра. Технологічна схема переробки зерна соризу в крупу подана на рис.4. Схема передбачає дві системи лущення, дві системи шліфування ядра та контроль готової продукції. Після першої системи лущення із продуктів лущення виділяли не тільки мучку, лузгу і подрібнене ядро, але й частину лущеного ядра. Для виділення цього продукту використовували сито, що характеризує фракцію зерна, яке переробляється. Такий прийом дозволяє вивести з процесу лущення частину ядра, що знижує навантаження на наступні машини, запобігає повторній обробці лущеного ядра, знижує вихід подрібненого ядра та мучки. За поданою схемою одержували крупу цілу - сходом із сита 1,7х20 мм і крупу подрібнену - проходом сита 1,7х20 мм і сходом із сита № 080.

Принципова схема технології виробництва пластівців включала наступні операції: очищення зерна від домішок; фракціювання за крупністю; зволоження на (1,1-1,6) % і відволоження зерна протягом (0,9-1,2) год. Лущення підготовленого зерна організовано на двох системах. Загальний вихід ядра, що направляється на плющення, складає (65-70) %.

Підготовку зерна до плющення проводили методом гарячого кондиціювання. Розроблено режими кондиціювання: тиск пари в пропарювачі - 0,2 МПа, час пропарювання (5-6) хв. Після пропарювання ядро направляється в термоізольований бункер на (10-15) хв для завершення релаксаційних процесів. Плющення ядра здійснюється на вальцьовому верстаті з мікрошорсткими вальцями, колова швидкість поверхні вальців - 4 м/с. Отримані пластівці сушили до вологості (12,5-13,0) % у повітряній сушарці (температура 70-80 ^оС). Охолоджували пластівці в аспіраційній колонці до температури (20-25) ^оС. Відсів дрібної фракції пластівців після плющення проводили у ситовому сепараторі, де встановлено сито з круглими отворами діаметром 3 мм. Вихід готової продукції складав (89,0-91,0) %. Визначено, що пластівці, отримані з нешліфованого цілого ядра, містять (11,7 - 12,8) % "сирого” протеїну, що на (0,4-1,0) % більше, ніж у крупі цілої шліфованої, вміст вітаміну В₂ більше в пластівцях на (0,010-0,031) мг%. За показниками органолептичної оцінки, коефіцієнту розварювання і консистенції каші, споживчі властивості крупи із соризу високі. Каша має приємний колір і смак, коефіцієнт розварювання цілої крупи від 4,8 до 5,1, а подрібненої від 4,0 до 4,8, в залежності від сорту. Недоліком крупи соризу є тривалий час варіння (30-60) хв. Виробництво з цілого ядра пластівців дозволило значно скоротити час варіння. Пластівці, отримані з ядра соризу - білого кольору, мають плоску пластинчасту форму, неоднакових розмірів, краї пелюстків рівні. Товщина пластівців складала (0,5-0,8) мм, діаметр - (5-6) мм. Час варіння пластівців (2-3) хв.

Висновки