Технология муки, крупы, пищевых продуктов из зерна

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕХНОЛОГИЯ МУКИ, КРУПЫ, ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ЗЕРНА

Современные мукомольные и крупяные заводы являются крупными механизированными предприятиями с высокой степенью автоматизации технологических процессов. Ассортимент этих предприятий отличается большим разнообразием, обеспечивая население продуктами, в том числе для детского и диетического питания, которые в значительной степени восполняют потребности организма человека в энергии, белках, углеводах, минеральных веществах и витаминах.

Помол зерна состоит из двух этапов: подготовки зерна к помолу и собственно помола зерна. Подготовка зерна к помолу заключается в составлении помольных партий зерна, очистке его от примесей, удалении оболочек, зародыша и кондиционировании.

Партии зерна поступают на предприятия мукомольной промышленности из разных районов произрастания, поэтому качество и технологические свойства их весьма различны. Для выпуска продукции, удовлетворяющей требованиям стандарта, помольные партии составляют с целью улучшения качества зерна одной партии за счет другой. Смешивать можно полноценное зерно, удовлетворяющее требованиям по зольности, стекловидное™ и иным показателям, или зерно полноценное и неполноценное (проросшее, морозобойное, пораженное клопом-черепашкой и т. п.).

Морозобойное зерно повреждается морозом при его созревании. Степень повреждения зависит от фазы его зрелости: менее зрелое зерно претерпевает более глубокие изменения. Поврежденные зерна становятся морщинистыми, приобретают серо-зеленый цвет, в них не происходит в полной мере синтез белков и крахм дла, они содержат большое количество сахаров и декстринов, отличаются повышенной активностью а-амилазы. Хлебопекарные свойства такого зерна резко снижены, хлеб получается с заминающимся мякишем, темный, с солодовым привкусом и плохой пористостью.

Получить хлеб хорошего качества из муки проросшего зерна без дополнительных мероприятий не удается. Мука из такого зерна отличается повышенной активностью всех ферментов, в том числе а-амилазы. Хлеб имеет липкий мякиш и темноокрашенную корку.

Зерно может повреждаться клопом-черепашкой, наиболее часто встречающимся вредителем. На поверхности зерна появляется темная точка укуса, окруженная пятном сморщившейся беловатой оболочки, внутри которой под влиянием мощных протеолитивеских ферментов, выделяемых слюнными железами клопа-черепашки и попадающих в зерно при укусе, происходят глубокие изменения. В результате укуса начинается глубокий протеолиз, снижается содержание белка, ослабляется клейковина и уменьшается ее количество. Тесто становится жидким, хлеб получается низкого качества, небольшого объема, более плотный.

Для очистки зерна от примесей, отличающихся размерами и аэродинамическими свойствами, применяют сепараторы.

Основные рабочие органы сепаратора -- плоские наклонные сита, совершающие круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости. Зерновую массу очищают, последовательно просеивая на ситах. Размеры отверстий сит подбирают так, чтобы через верхнее сито проходило зерно и мелкие примеси, а сходом шли крупные примеси. Через отверстия нижнего сита проходом идут мелкие примеси, а сходом -- зерно. Выделенное зерно продувают восходящим потоком воздуха. Скорость воздушного потока меньше скорости витания основной культуры, в результате чего легкие примеси уносятся воздушной струей, а основное зерно остается.

Примеси, не схожие с зерном по форме (семена куколя, овсюга и др.), отделяют на триерах, рабочими органами которых являются вращающиеся барабаны или диски, закрепленные на горизонтальном валу. Внутренняя поверхность барабанов и боковые поверхности дисков имеют вид ячеек.

В качестве примера на рис. 1 показан принцип действия цилиндрического триера.

Рис. 1. Цилиндрический триер

Зерно с примесями поступает внутрь барабана. При вращении триера короткие примеси 2 попадают в ячеи / и плотно в них укладываются, поскольку размеры ячеи и примесей соответствуют друг другу. При вращении барабана за счет центробежной силы примеси поднимаются на определенную высоту, а затем под действием собственной силы тяжести, которая должна быть больше центробежной силы, падают в лоток 4, из которого удаляются шнеком 5. Длинные зерна, например зерна пшеницы 3, в ячеи либо совсем не помешаются, либо укладываются неглубоко. Последние при вращении триера быстро выпадают и идут сходом. Триеры, служащие для отделения зерна от коротких примесей, называются куколеотборочными машинами. Зерно от длинных примесей очищают на триерах, называемых овсюгоотборочными машинами, в которых размер ячей соответствует размерам зерна, поэтому основная культура попадает в ячеи, а примеси идут сходом.

В дальнейшем зерно очищают от металломагнитных примесей. Очистку от металломагнитных примесей проводят несколько раз, например, при выходе зерна из сепаратора, перед его обработкой в обоечных, щеточных машинах и т. д.

Рис. 2. Схема обоечнойего о бичи и рабочую поверхность машины РЗ-БМО-6барабана

Зерновая масса, прошедшая через сепараторы и триеры, нуждается в дополнительной очистке. С поверхности зерна необходимо удалить загрязнения и пыль, частично поврежденные и отслаивающиеся оболочки, опушение и частично зародыш. Кроме того, при неблагоприятных условиях хранения на поверхности зерна развиваются плесневые грибы. Обработку поверхности зерна проводят сухим и мокрым способами. В первом случае применяют обоечные, щеточные и шелушильные машины, во втором -- машины для мокрого шелушения. Использование последних машин в 4--5 раз снижает микробиологическую обсемененность зерна. Обоечные машины могут быть двух типов: с абразивным цилиндром (используют при простых помолах ржи и пшеницы в обойную муку) и со стальным (применяют при сортовых помолах пшеницы, чтобы снизить травмирование зерна и обеспечить целостность оболочек и их дальнейшее выделение в виде крупных отрубей).

Обоечная машина типа РЗ-БМО-6 со стальным цилиндром (рис. 2) представляет собой ситовой барабан 2, внутри которого вращается бичевой ротор 3. Поступающее через приемный патрубок 1 исходное зерно /отбрасывается бичами к его пoверхности. Обработка поверхности зерна происходит за счет многократных ударов и интенсивного трения

Очищенное зерно 11 и про-дукты шелушения (отходы) ///выводятся через выпускные отверстия. Для окончательной очистки поверхности зерна используют щеточные машины. Последняя состоит из вращающегося щеточного барабана и неподвижной деки. При выходе из щеточной машины зерно приобретает гладкую полированную поверхность.

В зависимости от качества исходного зерна используют различные способы кондиционирования зерна. При холодном кондиционировании зерно увлажняю!' водой температурой 18...20 °С и подогретой до 35 °С и оставляют на отволаживание в течение 14 ч. При этом усиливается действие ферментов, идет протео- лиз белка и ослабляется клейковина. Холодное кондиционирование применяют для обработки зерна с клейковиной малой растяжимости. Для укрепления зерна со слабой клейковиной необходимо уменьшить активность ферментов, в этом случае используют горячее кондиционирование. Увлажненное зерно выдерживают в кондиционерах при температуре от 40,..45 °С до 55...60 °С в зависимости от качества клейковины с последующим охлаждением, а затем направляют в бункера для отволаживания. Процесс отволаживания длится меньше, чем при холодном кондиционировании. Возможно скоростное кондиционирование, при котором для увлажнения зерна используют водяной пар.

Непосредственно перед помолом поверхность зерна дополнительно увлажняют на 0,3...0,5 % и отволаживают в течение 20-- 30 мин, чтобы увеличить влажность оболочек и полнее их отделить от эндосперма.

Схема подготовки зерна к помолу может быть сокращенной или развернутой в зависимости от типа зерновой культуры, ее качества, тина помола и т. д. Для сортового помола пшеницы применяют развернутую схему, которая включает в себя следующие стадии: взвешивание, магнитный контроль, первое сепарирование, выделение минеральных примесей на камнеотделительной машине, очистку на куколе- и овсюгоотборочных машинах, магнитный контроль, первую обработку поверхности на обоечных машинах, выделение легких примесей на аспираторе, холодное кондиционирование, проводимое в два этапа, между которыми проводят формирование помольной смеси, магнитный контроль, вторую обработку поверхности на обоечных или щеточных машинах, уничтожение скрытой зараженности, выделение легких примесей на аспираторе, увлажнение и короткую отлежку.

Помол зерна состоит из двух операций: собственно помола зерна и просеивания продуктов помола. Помолы могут быть разовыми и повторительными.

Разовый помол -- наиболее простой, при этом зерно на молотковых дробилках за один прием полностью измельчают в муку вместе с оболочками. Полученная мука отличается низким качеством, имеет темный цвет, неоднородна по размеру частиц. Для улучшения качества муки разового помола из нее путем просеивания отбирают некоторое количество крупных оболочек (отрубей). Разовые помолы имеют ограниченное применение.

Повторительные помолы более совершенны, зерно измельчают в муку путем многократного прохождения через измельчающие машины, при этом после каждого измельчения продукт сортируют в просеивающих машинах.

Рис. 3. Схема вальцового станка А1-БЗН

Основным видом измельчающего оборудования для этих помолов являются вальцовые станки (рис. 3). Два цилиндрических чугунных вальца 2 одинакового диаметра расположены под углом и вращаются навстречу друг другу с разными скоростями. Поверхность вальцов рифленая, зазор между ними устанавливается в зависимости от намечаемой крупноты помола. Исходное зерно 1 через приемную трубу 5 питающим механизмом 3 подается на вальцы 2. Зерно задерживается нижним вальцом, имеющим меньшую скорость вращения, скалывается и растирается рифлями верхнего быстровращаюшегося вальца. Чувствительный элемент сигнализатора уровня 4, шторки-датчики 6 и заслонка 7 служит для регулирования подачи зерна. Поверхность вальцов очищается с помощью щеток / и ножей 8. Измельченное зерно II удаляется через выпускные конусы 9. Для сортирования продуктов измельчения зерна по крупноте частиц после каждого вальцового станка устанавливается рассев с набором сит разных размеров, расположенных друг под другом. При просеивании получают две фракции: сход, состоящий из частиц, не прошедших через отверстия сита, и проход, прошедший через сита. При сортовых помолах пшеницы верхний сход является наиболее крупной фракцией с размером частиц 1,0 - 1,6мм, следующие по крупноте фракции называются крупками (размер частиц 0,31...1,0 мм) и дунстами (размер частиц 0,16...0,31 мм). Самая мелкая фракция -- проход -- образует муку (размер частиц менее 0,16мм). Мельничные сита могут быть металлотканые, шелковые и синтетические (капроновые, нейлоновые ит. п.). Сита различаются по номерам: для металлотканого сита номер определяет размер отверстия (мм) в свету; номер шелковых мучных сит из облегченной ткани и синтетических соответствует числу отверстий на длине 1 см.

Вальцовый станок вместе с рассевом образует системы, которые бывают драными и размольными. В драных системах вдтьцы рифленые, отношение скорости быстроврашаюшегося вальца к скорости медленновращающегося К = 2,5; служат для дробления зерна до крупок и дунстов. В размольных системах вальцы шероховатые, К. = 1,5; превращают промежуточные продукты помола (крупку и дунсты) в муку.

Подготовка зерна к простому повторительному помолу состоит из сухой очистки его поверхности на обоечных машинах, гидротермическая обработка необязательна. Сам процесс помола состоит из одного драного процесса, либо драного и сокращенного размольного процессов. Зерно последовательно измельчают на нескольких (3--4) вальцовых станках, после каждого из них смесь просеивают и отбирают муку в виде прохода с нижнего сита. Более крупные сходы с сит направляют на следующую пару вальцов. Такую операцию повторяют до тех пор, пока все частицы не превратятся в муку. Муку со всех рассевов объединяют, подвергают контрольному просеиванию и получают муку одною сорта. Можно организовать работу так, чтобы с последнего рассева сходили отруби. При обойном помоле выход ржаной муки составляет 95 %, количество отрубей 2 %, а выход пшеничной муки равен 96 % при выходе отрубей 1 %. Отобрав 9% отрубей, можно получить ржаную обдирную муку с выходом 87 %.

Сложные повторительные помолы могут быть без обогащения крупок, т. е. без ситовеечного процесса (при получении, например, ржаной сеяной муки с выходом 63 %) и с обогащением крупок по сокращенной и развитой схемам (в последнем случае получают сортовую муку). При сложном помоле с обогащением крупок очистку и гидротермическую обработку зерна ведут по развернутой схеме. Зерно дробят на сравнительно крупные части на 4--5 драных системах. После просеивания верхний сход с первой системы идет на вальцовый станок второй системы, верхний сход со второй системы направляют на вальцовый станок третьей системы и т. д. С последней драной системы верхний сход является отрубями. Крупки и дунсты, отбираемые со средних сит рассева, направляют на обогащение. Проходы со всех сит объединяют и получают муку I или II сортов.

При сложных помолах в драном процессе стремятся с первых трех систем получить как можно больше крупок и меньше муки.

Количество крупных крупок составляет 18...20 %, средних - 22-.24 %, мелких -- 13... 14 %. На долю дунстов приходится Л4 % и на долю муки -- 13... 15 %. Выделенные крупки и дунсты обладают наибольшей ценностью, имеют небольшую зольность и называются продуктами первого качества в отличие от крупок и дунстов второго качества, отбираемых на последующих драных системах и имеющих более высокую зольность.

Обогащение смеси крупок и дунстов ведут по крупноте и добротности на ситовеечных машинах, основным рабочим органом которых является сортировочное сито, разделенное на секции. Каждая секция имеет сито с определенными размерами ячеек. Через сито снизу вверх подается воздух. Сквозь первые самые мелкие сита проходят наиболее качественные крупки, богатые эндоспермом, которые затем идут на первые размольные системы и дают муку высших сортов. Крупки, содержащие большое количество оболочек и как более легкие, отделяются на последующих ситах. Затем их подвергают шлифованию, т. е. повторному дроблению на вальцовых станках с шероховатой поверхностью и отношением окружных скоростей 1,25, просеиванию и обработке на ситовеечных машинах для отделения остатков оболочек и зародыша. Только после такой обработки они направляются на последующие размольные системы, образуя муку более низких сортов. Количество размольных систем примерно в два раза больше числа драных. С последних (драной и размольной) систем отбирают отруби, которые подвергают вымолу, выделяя при этом некоторое количество муки более низких сортов.

Сложный помол с обогащением крупок позволяет получать муку различных сортов. Если муку со всех драных и размольных систем пропустить через единый контрольный рассев, то получим односортную муку, помол в этом случае называется односортным. Например, можно получить пшеничную муку 1 сорта с выходом 72 %. Можно полупить муку' двух сортов, в этом случае помол будет называться двухсортным. В этом помоле с первых размольных систем будет сходить 40 % муки I сорта и 38 % муки II сорта. Общий выход муки составит 78 %. Можно такое же количество муки (78 %) при сложном помоле разделить на три сорта, в этом случае помол будет называться трехсортным, например, будет получено 25 % муки высшего сорта, 40 % 1 сорта, 13 % II сорта.

Химический состав муки зависит от состава исходного зерна и сорта муки. При помоле зерна, особенно сортовом, стремятся максимально удалить оболочки и зародыш, поэтому в муке содержится меньше клетчатки, минеральных веществ, жира и белка и больше крахмала, чем в зерне. Более высокие сорта муки получают из центральной части эндосперма, поэтому в их состав входит больше крахмала и меньше белков, сахаров, жира, минеральных солей, витаминов, которые в основном сосредоточены в его периферийных частях. Наибольшее количество белка содержитем в муке I сорта, далее следует мука высшего, 11 сортов и обойная.

Средний химический состав пшеничной муки (%): крахмал - 66 -79; клетчатка -- 0,1...1,9; сахара -- 1,5...3; белки -- 10,3... 12,5; жир -- 0,9... 1,9; зола -- 0,5... 1,5.

Размещено на Allbest.ru