Краткий курс лекций Файл - Донской государственный

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ДГТУ)
Факультет «Машины и оборудование агропромышленного комплекса»
Кафедра «Машины и аппараты пищевых производств»
КРАТКИЙ
КУРС ЛЕКЦИЙ
По дисциплине Б3.В.ОД.3
Специальные технологии переработки зерна
По направлению 260100 Продукты питания из растительного сырья
Форма и срок освоения ООП - очная, нормативный срок
Всего учебных часов - 125(час)
Всего аудиторных занятий -52(час)
Из них:
Лекции -34(час)
Ростов-на-Дону
2012г.
Лекция №1
1. Общие сведения о технологических процессах на мукомольных
предприятиях
1.1. Продукция мукомольных заводов
В соответствии с временной классификацией продуктов мукомольного завода и
производственного элеватора, приведенных в Правилах организации и ведения технологического
процесса на мельницах вся продукция делится на три основные категории:
* основные продукты;
* побочные продукты;
* отходы.
К основным продуктам относят:
* зерно пшеницы и ржи — очищенное, шелушеное, полноценное, микронизированное и
т. п. Это означает, что промышленные предприятия могут доводить зерно до
определенных кондиций по содержанию примесей, а также проводить обработку
поверхности зерна и другие технологические операции с целью придания зерну
некоторого нового качества. Подготовленное таким образом зерно может
использоваться в других производствах;
* муку различного ассортимента, качества и назначения;
* отруби пищевые диетические. Могут использоваться как продукт для лечебного и
диетического питания и другого назначения;
* зародыш пищевой. Это также продукт для лечебного и диетического питания.
К побочным продуктам технологии относят:
* кормовые зернопродукты пяти категорий;
* мучку кормовую, получаемую при переработке пшеницы в муку и крупу;
* отруби.
Все виды побочных продуктов, в основном, используются как кормовые средства.
Отходы - это некормовой продукт, содержащий большое количество минеральной пыли
или минеральной примеси, вредную примесь, а также соломистые частицы. Содержание зерна в
отходах не должно быть больше 2 %.
Кормовые зернопродукты классифицируют по содержанию зерна всего и основного зерна.
По техническим условиям, приведенным в Правилах организации и ведения технологического
процесса на мельницах к зерну в побочных продуктах и отходах относят зерна пшеницы и ржи и
других зерновых и бобовых культур, по характеру повреждений не относящихся к сорной
примеси. К основному зерну в побочных продуктах и отходах относят целые зерна пшеницы (при
переработке пшеницы) или ржи (при переработке ржи), находящиеся в остатке сита 2а 17 х 20 для
пшеницы или 2а 14 х 20 для ржи и не отнесенные к зерновой или сорной примеси. В таблице 1
приведена классификация кормовых зернопродуктов при переработке пшеницы и ржи.
Таблица 1
Классификация кормовых зернопродуктов
Содержание зерна, %
Категория
зернопродуктов
Всего
В т.ч. основного
Свыше 70 до 85
Первая
Не более 20,0
включительно
Свыше 50 до 70
Вторая
Не более 15,0
включительно
Свыше 30 до 50
Третья
Не более 10,0
включительно
Свыше 10 до 30
Четвертая
Не более 5,0
включительно
Свыше 2 до 10
Пятая
Не более 2,0
включительно
По технологическому регламенту при наличии в побочных продуктах и отходах основного
зерна свыше указанных величин они подлежат дополнительной обработке с целью извлечения
основного зерна. При работе мукомольного завода всегда образуются технологические завалы,
россыпи продуктов. Поэтому образовавшиеся мучные вытряски и мучные смеси относят к
кормовым зернопродуктам третьей категории. Пыль обоечную, образовавшуюся после обработки
зерна на обоечных или других машинах для сухой обработки поверхности зерна, установленных в
технологическом процессе после гидротермической обработки, относят к кормовому
зернопродукту четвертой категории.
Кормовая мучка получается в технологическом процессе сортовых помолов пшеницы. К
мучке относят наиболее высокозольные фракции муки последних драных или размольных систем.
Для отбора мучки используют сита капроновые или полиамидные с размерами отверстий 0,25-0,3
мм. Это порошкообразный продукт коричневато-серого цвета, высокозольный с
преимущественным содержанием оболочек и незначительным количеством эндосперма.
Отруби - это побочный продукт, получаемый при помолах пшеницы и ржи после
извлечения эндосперма. Частицы отрубей, как правило, имеют неправильную пластинчатую
форму с рваными краями. Цвет пшеничных отрубей красно-желтый с сероватым оттенком. Цвет
ржаных отрубей серый с коричневатым или зеленоватым оттенком. Отруби могут содержать до 35 % крахмалистого эндосперма относительно массы отрубей.
Показатель качества мучки и отрубей по зольности, крупности, количеству и качеству
клейковины не регламентируется. Влажность мучки и отрубей должна быть не более 15,0 %. При
переработке твердой пшеницы в макаронную муку, когда влажность зерна достигает 17,0 %,
допускается получать мучку с влажностью 15,5 % и отрубей — 16,0 % при их использовании
внутри области.
Из других общих для мучки и отрубей показателей следует отметить:
* запах должен быть свойственен нормальным мучке и отрубям без посторонних
запахов;
* вкус — свойственный нормальным мучке и отрубям, без посторонних привкусов;
* не допускается наличие частиц металломагнитных примесей с острыми краями.
Содержание металломагнитных примесей с размерами до 2 мм должно быть не более 5
мг на 1 кг мучки или отрубей, в том числе размером от 1,5 мм — не более 1,5 мг;
* не допускается зараженность вредителями хлебных запасов;
* остаточное количество пестицидов не должно превышать максимально допустимого
уровня.
Мука — это основной продукт технологии. При ее классификации учитывают следующие
признаки:
* принадлежность к зерновой культуре — пшеничная или ржаная мука. При выработке
обойной муки возможна переработка смесей пшеницы и ржи. В этом случае в названии
муки присутствует начало от двух зерновых культур. Пшенично-ржаная мука
получается, если переработать смесь, состоящую из 70 % пшеницы и 30 % ржи. Ржанопшеничная мука получается при переработке смеси из 60 % ржи и 40 % пшеницы;
* качественные признаки — сортовая и обойная мука;
* целевое назначение — хлебопекарная и макаронная.
Традиционно при определении муки учитывают несколько признаков одновременно.
Например, мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта.
Отечественная мукомольная промышленность вырабатывает следующие виды муки и
крупы.
Из зерна пшеницы:
* муку хлебопекарную — крупчатку, высшего, первого и второго сортов, обойную;
* муку макаронную — высшего сорта (крупку), первого сорта (полукрупку) из твердой и
мягкой пшениц;
* муку второго сорта из твердой пшеницы. Последняя не используется для макаронных
целей из-за ее высокой зольности и кремового цвета. Этот вид муки используется в
хлебопечении для подсортировки к муке хлебопекарной из мягкой пшеницы;
* крупу манную марок М (из мягкой пшеницы), МТ (из мягкой пшеницы с добавлением
до 20 % твердой) и Т (из твердой пшеницы);
крупу пшеничную дробленую;
крупу пшеничную Полтавскую № 4 из мягкой пшеницы; » крупу дробленую № 1 и № 2
из мягкой пшеницы. Из зерна ржи вырабатывают муку сеяную, обдирную и обойную.
Из смеси ржи и пшеницы вырабатывают муку ржано-пшеничную и пшенично-ржаную.
Основным отличительным признаком муки, полученной из зерна данного вида, является
цвет, который выражается в единицах белизны или органолептической оценкой. Цвет муки
меняется в зависимости от содержания в ней периферийных частей зерна — оболочек, которые
отличаются от эндосперма коричневым цветом различных оттенков. Чем больше частиц оболочки
попадает в муку, тем ниже сорт продукции, хуже качество.
Основным преимуществом метода оценки качества муки по белизне является его
экспрессность при определении и возможность контролировать этот показатель в непрерывном
режиме (в потоке). В соответствии с временными нормами, утвержденными Госстандартом,
белизна пшеничной хлебопекарной муки определяется в условных единицах шкалы прибора РЗБПЛ.
В таблице 2 приведены рекомендуемые нормы белизны муки из пшеницы высшего,
первого и второго сортов. Результаты получены при определенной крупности муки,
характеризуемой процентом частиц, полученных проходом сита № 25 и сходом сита № 61.
*
*
Таблица 2
Нормы белизны пшеничной хлебопекарной муки
Сорт муки
Высший
Первый
Второй
Белизна, у.е.
Не менее
Не более
Содержание в муке
фракции № 25/№61, %
54
36
12
53
35
25
35
40
При пониженном содержании в муке фракции № 25/№ 61 в сравнении с установленными
нормами значения показателя белизны уменьшают за каждые 5 % схода сита № 61 для муки
высшего сорта на 1,0, первого - на 1,5 и второго на 2,0 единицы прибора. При повышенном
содержании в муке фракции № 25/№ 61 показатели белизны не корректируют.
При переработке озимой (IV тип) и яровой краснозерной (I тип) пшениц с примесью
твердой (II тип) или белозерной пшеницы (III тип) отдельно или в смеси за каждые 5 % примеси
свыше 5 % показатели белизны уменьшают для муки высшего и первого сорта на 0,5, а для муки
второго сорта - на 1,0 шкалы прибора. Белизну муки определяют в соответствии с ГОСТ 26361-84
«Мука. Метод определения белизны». Показатель качества муки (цвет) зависит от многих
факторов, в числе которых тип зерна, подтип, сорт, район произрастания, год урожая, особенности
конструкции прибора и метода определения и т. п. Поэтому показатель цвет может использоваться
по специальным разрешениям соответствующих ведомств при .согласовании Госстандартом.
Наиболее объективным методом оценки качества муки является зольность, которая определяется
по стандартным методикам и косвенно оценивает содержание оболочек в муке. Суть метода
состоит в том, что оболочки и эндосперм зерна резко отличаются по зольности. Так, при
зольности эндосперма 0,25-0,5 % зольность оболочек составляет 5,0-7,0 %. Таким образом, даже
незначительное попадание оболочек в муку повышает ее зольность. Действующими стандартами
предусмотрено, чтобы зольность хлебопекарной муки высшего сорта из пшеницы была не более
0,55 %, первого — 0,75 %, второго — 1,25 %. Зольность обойной муки должна быть не менее чем
на 0,07 % ниже зольности зерна до очистки, но не более 2,0 %. Кроме показателя зольности муку
оценивают крупностью, количеством и качеством клейковины, а также рядом других показателей.
Крупность муки определяют методом просеивания на определенных ситах с последующей
количественной оценкой остатков и проходов сит. Так, например, крупность муки хлебопекарной
из пшеницы первого сорта оценивается остатком на шелковом сите № 35, который должен быть не
более 2,0 %, и проходом шелкового сита № 43, который должен быть не менее 80 %. При оценке
крупности необходимо использовать определенную массу пробы муки, просеивать заданное время
с ис пользованием лабораторных просеивателей с заданными кинематическими параметрами. Вся
процедура проведения анализа на крупность оговаривается соответствующими стандартными
методиками. При сравнении этого показателя для различных сортов муки существует
закономерность — чем ниже сорт муки, тем выше ее крупность (больше средневзвешенный
размер отдельных частиц). Такая закономерность установлена для пшеничной хлебопекарной
муки и для ржаной хлебопекарной. У муки макаронной (используется для производства
макаронных изделий), наоборот, мука высшего сорта более крупная (название муки «крупка»),
чем мука первого сорта («полукрупка») и мука второго сорта. Это объясняется особыми
условиями образования упруго-пластического теста для производства макаронных изделий.
Наиболее существенно на способность муки образовывать упруго-пластическое тесто
высокого качества, как для хлебопекарной, так и для макаронной муки оказывают количество и
качество клейковины. Для каждого сорта муки оговаривают минимальное значение количества
сырой клейковины и ее качество. Так, например, для хлебопекарной муки первого сорта из
пшеницы количество сырой клейковины должно быть не менее 30,0 %, а качество - не ниже
второй группы. Группа качества клейковины косвенно характеризует хлебопекарные свойства
муки. Оптимальными хлебопекарными свойствами обладает мука, клейковина которой
классифицируется как хорошая, первой группы качества. Худшими хлебопекарными свойствами
обладает мука с клейковиной третьей группы, которая классифицируется как
неудовлетворительная слабая или как неудовлетворительная крепкая. Технологическая
значимость этого показателя состоит в том, что качество муки всецело определяется качеством
зерна. Поэтому формирование партии зерна на переработку по количеству и качеству клейковины
имеет большое практическое значение.
Кроме показателей количества и качества клейковины хлебопекарные свойства муки
можно оценивать методом, основанным на определении активности фермента α-амилазы. Суть
метода состоит в том, что проросшее на корню или в процессе хранения зерно приводит к
повышению активности α-амилазы. Хлеб из такой муки имеет неэластичный, заминающийся
мякиш. Причиной дефекта хлеба является гидролиз крахмала α-амилазой, происходящий за
короткий период выпечки. Активность α-амилазы определяют методом числа падения ХагбергаПертена. Сущность метода заключается в определении скорости погружения плунжера в
клейстеризованную мучную суспензию. Чем выше активность α-амилазы, тем выше скорость
погружения плунжера, тем хуже качество хлеба. Этот показатель получил название числа падения.
Показатель числа падения нормирован для ржаной хлебопекарной муки и составляет для
муки сеяной — не менее 160 с, для муки обдирной — не менее 150 с, для муки обойной — не
менее 105 с.
Рассмотренные выше показатели качества индивидуальны для муки различных сортов из
пшеницы и ржи. Поэтому их конкретные значения целесообразнее рассматривать при описании
соответствующих технологических процессов.
Часть показателей качества носит общий характер, т. е. они свойственны для муки любого
сорта, назначения, независимо из какого сырья она получена. Так, влажность хлебопекарной муки
должна быть не более 15,0 %, а муки для производства макаронных изделий и манной крупы — не
более 15,5 %. При транспортировке муки в район Крайнего Севера или в другие труднодоступные
места влажность хлебопекарной муки должна быть не более 14,5 %.
Запах муки или крупы должен быть свойственен данной муке, без посторонних запахов, не
затхлый, не плесневелый.
Вкус должен быть свойственен продукции из данного сырья и не должен иметь
посторонних привкусов. Содержание минеральных примесей определяется путем разжевывания
пробы муки. При этом не должно ощущаться хруста.
Качество клейковины в пшеничной муке должно быть не ниже второй группы.
Содержание металломагнитных примесей должно быть не более 3 мг на 1 кг муки, манной
крупы, крупы пшеничной дробленой. Размер отдельных частиц металломагнитных примесей в
наибольшем линейном измерении не должен превышать 0,3 мм, а масса отдельных частиц не
должна быть более 0,4 мг.
В муке и крупе не допускается зараженность или засоренность вредителями хлебных
запасов.
Ограничивается также остаточное содержание в продукции мукомольных заводов
пестицидов.
1.2. Классификация помолов пшеницы и ржи
До настоящего времени единой классификации помолов нет. Поэтому в названиях помолов
могут фигурировать некоторые формальные признаки, которые не полно выражают суть
технологии, а характеризуют ее с какой-то одной стороны. Приведем некоторые положения,
положенные в основу классификации помолов:
1. Вид перерабатываемого сырья. По этому признаку помолы подразделяют на пшеничные,
ржаные, пшенично-ржаные, ржано-пшеничные, кукурузные, тритикале. Возможна также
Рис.1. Классификация помолов пшеницы и ржи
переработка в муку ячменя, гороха и т. п., что может дать соответствующее название помола.
2. Назначение продукции. По этому признаку выделяют помолы хлебопекарные и
макаронные. Это основное назначение муки.
3. Качество муки. Основное разделение помолов по этому признаку - сортовые и обойные.
4. Количество одновременно получаемых сортов муки. Это помолы односортные,
двухсортные, трехсортные, многосортные.
5. Кратность измельчения. По этому признаку помолы классифицируют на разовые и
повторительные.
6. Степень развитости процесса обогащения. По этому признаку выделяют помолы без
процесса обогащения, с сокращенным процессом обогащения и с развитым процессом
обогащения.
Как правило, только одного какого-либо признака для характеристики помола оказывается
недостаточно, поэтому при классификации помолов используют одновременно несколько
признаков. В наиболее распространенной классификации помолов, предложенной И.А. Наумовым,
в основу положены кратность измельчения или степень развитости помола в целом, а также
степень развитости процесса обогащения (рис. 1).
При разовых помолах муку получают в результате однократного пропуска зерна через
измельчающую машину. Измельчение может осуществляться в специальных дробилках или с
использованием другого оборудования, после чего продукты измельчения или пересеивают для
получения муки, или используют без пересева.
Все помолы, осуществляемые на мельницах, относятся к повторительным, так как зерно и
промежуточные продукты многократно последовательно измельчаются для получения муки.
Повторительные помолы подразделяются на простые и сложные. При простых помолах
мука получается в одном процессе, состоящем из нескольких систем измельчения. К простым
помолам относят обойные помолы пшеницы и ржи, а также обойные помолы смесей пшеницы и
ржи.
В сложных помолах процесс получения муки осуществляется при многократном
последовательном измельчении зерна и промежуточных продуктов в различных по назначению
процессах: начального измельчения с целью извлечения крупок и дунстов, измельчения крупок в
шлифовочном процессе с целью разделения оболочек и эндосперма, интенсивного измельчения
крупок и дунстов в размольном процессе для получения муки и т. п.
Сложные помолы, в свою очередь, подразделяют в зависимости от наличия процесса
обогащения и степени его развитости.
Так, к сложным помолам без процесса обогащения относят сортовые помолы ржи.
Отсутствие процесса обогащения для этих помолов связано со специфическими свойства ми ржи,
которая при измельчении образует, в основном, сростки оболочек и эндосперма и не образует
«свободных» (с минимальным содержанием эндосперма) частиц оболочек.
К помолам с сокращенным процессом обогащения относят помолы пшеницы в муку
первого и второго сортов или только в муку второго сорта с возможностью отбора до двух
процентов манной крупы. В таких помолах, как правило, не отбирают муку высшего сорта.
К сложным помолам с развитым процессом обогащения относят все помолы пшеницы в
хлебопекарную муку с отбором муки высшего сорта, макаронные помолы с отбором макаронной
муки высшего сорта («крупки») и муки первого сорта («полукрупки»). В этих помолах наиболее
полно реализуется основной принцип технологии муки — разделить в максимальной степени
оболочки и эндосперм.
Правила организации и ведения технологического процесса на мельницах классифицируют
помолы по назначению основной продукции (хлебопекарные и макаронные помолы), а также по
виду перерабатываемого сырья (ржаные и пшеничные). В соответствии с классификацией в
специальных таблицах приводятся название помола (тип помола), а также соотношение в выходе
готовой продукции (муки, крупы), побочных продуктов (отрубей, мучки), кормовых
зернопродуктов, отходов, механических потерь и усушки. Это соотношение строго определено
для каждого помола и записывается в виде уравнения материального баланса. Данные приводятся
в процентах относительно массы переработанного зерна, которая принимается за 100 %. Это так
называемая формула помола. В общем виде уравнение материального баланса для помола может
быть представлено следующим образом:
С м  Сотр  С муч  Скзп  Сотх  У  100 ,
где См – суммарный выход муки и крупы, %;
Сотр – выход отрубей, %;
Смуч – выход мучки, %;
Скзп – выход кормовых зернопродуктов, %;
Сотх – выход отходов с механическими потерями, %;
У – планируемая усушка, %.
Правила организации и ведения технологического процесса на мельницах рекомендуют для
эффективной эксплуатации на мукомольных заводах двенадцать видов помолов мягкой пшеницы
в хлебопекарную муку; три помола твердой пшеницы в макаронную муку и один помол в
хлебопекарную муку с отбором до 20 % макаронной муки высшего сорта («крупки»); шесть
помолов ржи в хлебопекарную муку.
Все виды помолов отличаются выходом и качеством муки, а также определенным
соотношением побочных продуктов и отходов, т. е. имеют различную формулу помола. Про
анализируем последовательно виды помолов пшеницы и ржи, а также нормы выхода продукции.
1.3. Баланс выхода продукции мукомольного предприятия
В каждом из вышеупомянутых помолов есть строгое соотношение между выходом
основной продукции (мука, крупа), побочными продуктами (мучка, отруби, кормовые
зернопродукты) и отходами. Это так называемая формула помола, представляемая в виде
количественного материального баланса. Выход продукции всех видов представляется в
процентах к массе переработанного сырья, что позволяет по их соотношению достаточно
объективно судить о качестве продукции и о степени сложности технологии. Кроме основных,
побочных продуктов и отходов в формуле помола представляется также показатель —
механические потери. Его записывают также в процентах, но совместно с отходами.
Характеристика потоков муки с отдельных систем измельчения представлены в таблице 2.
системы
выход
%
1-я д.с.
2-я д.с.
3-я д.с.
4-я д.с.
5-я д.с.
1-я р.с.
2-я р.с.
3-я р.с.
Итого
муки
Отруби
д.с.
Отруби
р.с.
10,8
4,2
-
Таблица 2
Характеристики потоков муки
мука сеянная
мука обдирная
золь
число
зольчисло
белок
выход
белок
ность
падений,
ность
падений,
%
%
%
%
с
%
с
7,3
0,82
110
5,6
0,86
142
2,8
1,06
150
5,8
1,75
149
2,9
3,02
96
0,65
127
5,8
0,76
124
0,69
130
17,9
0,88
121
17,0
1,67
85
15
0,66
13,6
142
65
1,22
15,7
131
12,5
5,80
-
-
-
-
-
-
7,5
4,79
-
-
-
-
--
-
Величина механических потерь и отходов не должна превышать 0,7 % от массы
переработанного зерна и определяется расчетным путем как разница между массой
переработанного зерна и суммарной массой готовой продукции, побочных продуктов с учетом
усушки. Механические потери на мукомольном заводе могут образовываться по разным
причинам:
* естественная усушка с потерей массы;
* потери в выбросах аспирационных сетей;
* потери в моечных водах;
* технологические россыпи продуктов, не учтенные как основные и побочные продукты;
* потери продукции по другим причинам.
В формуле помола выход готовой продукции определен при переработке зерна строго
определенного качества, которое получило название базисного (базисные кондиции зерна).
Конкретные значения базисных показателей качества зерна оговорены в специальных технических
условиях, приведенных в Правилах организации и ведения технологического процесса на
мукомольных заводах. Ниже приводятся базисные показатели качества пшеницы и ржи:
* зольность зерна, очищенного от сорной примеси, при сортовых помолах — 1,85 %;
* зольность зерна, очищенного от сорной примеси, при обойных помолах — 1,97 %;
* содержание сорной примеси — 1,0 %;
* в том числе вредной примеси — 0,1 %;
* содержание зерновой примеси — 1,0 %;
* натура пшеницы при сортовых помолах — 775 г/л;
* натура ржи при сортовых помолах — 700 г/л;
* общая стекловидность при сортовых помолах мягкой пшеницы — 50,0 %;
* общая стекловидность при сортовых помолах твердой пшеницы — 80,0 %.
Таким образом, при переработке зерна базисных кондиций предприятие (мукомольный
завод) должно получить выход продукции и отходов, оговоренный в формуле помола. Очевидно,
что базисные показатели качества зерна — это некоторые усредненные показатели,
обеспечивающие заданный выход продукции при определенном оснащении мукомольного завода
технологическим оборудованием, процессами и т. п. Переработка зерна с более высокими
показателями качества должна обеспечить предприятию более высокий выход и качество
продукции. И, наоборот, зерно с пониженными показателями качества — более низкие выход и
качество.
Очевидно, что существует некоторый выход продукции, учитывающий фактическое
качество перерабатываемого зерна. Такой выход получил название расчетного выхода. С точки
зрения ведения технологии — это выход, ниже которого опускаться нельзя. Очевидно, что это
свидетельствует о неблагополучии в управлении и ведении технологическим процессом. Поэтому
сравнение расчетного выхода продукции с реально достигнутым (фактическим) выходом есть
достаточно эффективный инструмент контроля и самоконтроля за деятельностью мукомольного
завода.
Технические условия, приведенные в Правилах организации и ведения технологического
процесса на мукомольных заводах, предусматривают нормы скидок и надбавок к выходу муки,
побочных продуктов и отходов за счет отличия фактических показателей качества зерна от
базисных. Эти нормы индивидуальны для пшеницы и ржи и для сортовых и обойных помолов.
Нормы скидок и надбавок разработаны на основе анализа большого объема данных, полученных
на действующих предприятиях в различных регионах страны. Нормы скидок и надбавок
предусмотрены по следующим показателям качества зерна:
* влажность;
* зольность;
* стекловидность;
* натура;
* сорная примесь;
* вредная примесь;
* содержание зерен, поврежденных головней;
* зерновая примесь и мелкое зерно.
Техническая процедура по расчету влияния фактического показателя качества зерна на
выход готовой продукции получила название «расчета выходов». Общая процедура расчета
выходов сводится к следующим принципиальным положениям:
* влияние качества зерна в соответствии с нормами распространяется (увеличивается или
уменьшается) на определенные составляющие выхода продукции, например отрубей,
отходов, усушки и т. п.;
* увеличение выхода имеет знак «плюс», а уменьшение — «минус»;
* изменение выхода в зависимости от какого-либо показателя качества заносится в
строку специализированной формы с их знаками на пересечении с колонкой
соответствующего вида продукции;
* сумма изменений со знаком «плюс» должна быть равна сумме изменений со знаком
«минус» по строке соответствующего показателя качества зерна;
* алгебраическая сумма базисного выхода продукции и отклонений дает расчетный
выход;
* алгебраическая сумма выхода отдельных видов продукции в расчетном выходе должна
быть равна 100 %.
В реальной практике мукомольных заводов расчет выхода продукции выполняется
ежемесячно и оформляется по специализированной форме № 117 под названием «Акт о зачистке
производственного корпуса и результатах переработки зерна». Работа выполняется за
календарный месяц или за некоторый промежуток времени, в течение которого перерабатывалась
партия зерна определенного качества. Для контроля за работой пред приятия расчет выхода
продукции должен выполняться для каждой новой партии зерна, что дает возможность технологу
сравнивать фактически получаемые результаты с расчетными и принимать соответствующие
управляющие решения. Например, в фактическом выходе продукции выход муки меньше
расчетного за счет увеличения выхода отрубей. Это свидетельствует о недостаточно эффективном
ведении технологического процесса по разделению главных анатомических частей зерна —
эндосперма и оболочек, т. е. часть эндосперма зерна оказалась в отрубях. Такое явление в
практической технологии называется «промол». Это свидетельствует о неполадках в ведении
процесса подготовки зерна, когда часть зерна оказывается в отходах и т. п.
Таким образом, в практической технологии муки встречаются три вида выходов
продукции:
* базисный выход (получается при переработке зерна базисных кондиций);
* расчетный выход (получают расчетным путем с учетом фактического качества зерна);
* фактический выход (получают в результате реальной переработки зерна путем
определения массы переработанного зерна, муки, кормовых зернопродуктов, отходов и
механических потерь с учетом усушки).
Лекция №2
Рис.2. Технология муки крупчатки
2. Технология муки - крупчатки
Мука-крупчатка, в отличие от мягкой хлебопекарной муки, имеет крупитчатую структуру и
используется для приготовления теста при производстве кондитерских и бараночных изделий.
Мука-крупчатка в соответствии с ГОСТ 26574-85 должна иметь белый или кремовый с
желтоватым оттенком цвет. Количество клейковины должно быть не менее 30,0 % с качеством не
ниже второй группы. Зольность муки должна быть не выше 0,60 %.
Крупность помола должна характеризоваться остатком на сите № 23 из шелковой ткани не
более 2 % и проходом сита № 35 и тоже из шелковой ткани не более 10 %. Это значит, что для
формирования муки-крупчатки необходимо использовать жесткие и мягкие дунсты высокого
качества с минимальным содержанием сростков эндосперма и оболочек. В муке-крупчатке также
должно содержаться минимальное количество мягкой муки.
Специализированных помолов для производства муки-крупчатки нет. Как правило, ее
получают в обычных хлебопекарных помолах с развитой технологической схемой при
переработке мягкой пшеницы со стекловидностью не менее 50 % с добавлением до 20 % твердой
пшеницы второго типа. Это позволит получить более высокого качества крупо-дунстовые
продукты, чем при переработке только мягкой пшеницы. Для отбора муки-крупчатки
рекомендуется использовать дунсты первых трех размольных систем, как продукты наиболее
высокого качества данного класса крупности. Учитывая, что в дунстах может находиться 20 и
более процентов мягкой муки, а также присутствовать частицы в виде сростков оболочек и
эндосперма, технология отбора муки-крупчатки осуществляется в соответствии с рисунком 2.
Отобранные на одной или двух первых размольных системах дунсты пересеивают для удаления
недосеянной мягкой муки на специально выделенной системе. Операция называется сушкой
дунстов. Затем дунсты обогащаются на ситовеечной системе для удаления сростков. Первый
проход ситовеечной машины как наиболее качественный продукт отбирается как мука-крупчатка.
Лекция №3
2.Обработка и обогащение муки
На мукомольном предприятии муку подвергают различным видам дополнительной
обработки; чаще всего это отбеливание. Для хлебопекарной и универсальной муки в качестве
отбеливающего вещества чаще всего используется пероксид бензоила, который добавляется в виде
сухого порошка и отбеливает муку в течение двух дней. Это вещество только обесцвечивает
пигменты муки, не оказывая никакого воздействия на ее свойства при выпечке изделий.
Муку для выпечки кондитерских изделий часто обрабатывают газообразным хлором,
который мгновенно разрушает пигменты, отчего мука становится очень белой.
Хлор оказывает негативное влияние на хлебопекарную муку, но для муки, предназначенной
для выпечки кондитерских изделий, он полезен. Мучные кондитерские изделия, в которых
содержится больше сахара, чем муки, невозможно приготовить, не обработав муку хлором. При
обработке муки газообразным хлором значение pH понижается. Снижение уровня pH как таковое
не дает никаких преимуществ, но хорошо позволяет проследить за тем, какое количество муки
успело прореагировать с газом. Таким образом, в отношении муки, предназначенной для
изготовления кондитерских изделий, газообразный хлор играет роль как отбеливающего вещества,
так и улучшителя.
Если после помола муку хранить в течение длительного времени, то она понемногу
осветляется (предположительно в результате окисления атмосферным кислородом). Кроме того,
при длительном хранении мука «созревает», то есть улучшаются ее свойства при изготовлении
выпечных изделий. В качестве веществ, способствующих созреванию муки, используются
некоторые виды окислителей (например, азокарбондиамид, пероксид ацетона, диоксид хлора и
бромат калия). Все эти вещества улучшают хлебопекарные качества муки.
Большая часть пшеницы, перерабатываемой в США, характеризуется низком содержанием
α-амилазы. Чтобы исправить этот недостаток, в пшеничную муку добавляют солодовую ячменную
или пшеничную муку (обычно 0,25 % от общего количества муки). Необходимая степень
обогащения определяется с помощью амилографа или на основе числа падения. При
использовании муки с такой добавкой увеличивается объем выпекаемого изделия и снижается
жесткость ( грубость текстуры) мякиша.
С 1940 г. действует требование, согласно которому потребительская и хлебопекарная мука
должны обогащаться витаминами (тиамином, рибофлавином и ниацином), а так же железом ( для
компенсации потери витаминов и минеральных веществ в процессе помола).
Некоторые мукомольные предприятия производят самоподнимающуюся муку. Такая мука
содержит бикарбонат натрия (пищевую соду), кислые соли (первичный кислый фосфат кальция
или кислый пирофосфат натрия, либо оба эти вещества одновременно), а так же соль. Кислоту
добавляют в количестве, достаточно для нейтрализации бикарбоната натрия. Самоподнимающаяся
мука должна содержать такое количество разрыхлителя, чтобы выделяющийся углекислый газ
составил не менее 0,5 % от массы муки. Самоподнимающаяся мука используется для производства
американских хлебцов. Для получения теста из этой муки достаточно лишь добавить к ней воду
или молоко.
Агломерация муки
Мука может агломерировать в случаях, когда поверхность частичек муки увлажняется,
затем они соприкасаются друг с другом и после этого вновь высыхают. Чтобы обеспечить
агломерацию, муку перемешивают с воздухом, в котором взвешены капельки воды, а затем сушат
в потоке воздуха. Агломерированная мука не пылит, имеет контролируемую объемную плотность,
обладает хорошей сыпучестью и растворяется в воде без образования комков.
Лекция № 4
3. Производство высокобелковой муки
Высокобелковая мука — это обычная хлебопекарная мука высшего, первого сортов, но с
большим содержанием белка.
Необходимость в производстве муки с различным содержанием белка становится
очевидной, если проанализировать потребность в такой продукции:
1. Мука с различным содержанием белка может использоваться для диетического и
лечебного питания, когда потребление животных белков ограничивается по медицинским
показателям.
2. При производстве специального бисквитного теста необходимо иметь муку с низким
содержанием белка и высоким содержанием крахмала.
3. Высокобелковая мука может использоваться, как улучшить хлебопекарных свойств муки
с низким содержанием белка и клейковины.
4. Высокобелковая мука может использоваться при разработке принципиально новых
видов (сортов) муки.
Базовой основой метода получения высокобелковой муки является исследование в области
микроструктуры эндосперма зерна пшеницы.
Различают несколько фракций крупности муки, отличающихся различным содержанием
белка:
* фракция муки с размерами частиц более 45 мкм, содержащая фрагменты микроструктуры
эндосперма в виде связанных крахмальных гранул с промежуточным и прикрепленным белком;
* фракция муки с размерами частиц 18-45 мкм, содержащая отдельные крахмальные
гранулы с прикрепленным белком;
* фракция муки с частицами размером менее 18 мкм, содержащая частицы свободного
белка и мелкие крахмальные гранулы.
Максимальное количество белка содержит последняя фракция муки, которая используется
для получения высокобелковой муки.
Технология высокобелковой муки основана на различной скорости витания частиц муки
разной крупности.
Для выделения этой фракции и получения высокобелковой муки используют два способа.
Первый способ может быть реализован на мукомольном заводе, оснащенном
пневмотранспортом в размольном отделении. В соответствии с рисунком 3 в циклонеразгрузителе рассева контроля муки высшего или первого сорта устраивают регулируемый поднос
воздуха. Благодаря разрежению в пневмотранспортной сети поток воздуха продувает
(пронизывает) муку, осаждаемую в циклоне-разгрузителе, и уносит в пневмоколлектор наиболее
легкую и тонкую высокобелковую фракцию. Для ее осаждения устраивают дополнительно
циклон-разгрузитель. Некоторая часть высокобелковой муки осаждается также в циклонах или
фильтрах вторичной очистки.
Второй способ — это специальный способ получения высокобелковой муки (в
соответствии с рис. 3.38). Обычную хлебопекарную муку с размерами частиц 1-200 мкм
дополнительно измельчают в штифтовых дробилках, что повышает содержание тонкодисперсной
высокобелковой фракции. Количество последовательных циклов измельчения может быть до трех,
что увеличивает выход высокобелковой муки. Затем обработанную таким образом
муку пневмоклассифицируют. Выход муки с размерами частиц менее 18 мкм и с содержанием
белка 18-20 % может достигать 8 % от массы муки общего потока.
Возможна
также
технология,
при
которой
организуется
предварительная
пневмоклассификация общего потока муки с выделением фракции с размерами до 40 мкм с
последующей ее обработкой в дробилках и пневмоклассификаторах.
Рис. 3. Схема отбора высокобелковой муки на мельницах с пневмотранспортом:
1 — пневмоприемник; 2 — циклон-разгрузитель; 3 — регулируемый подсос
воздуха;
4 — рассев контроля муки; 5 — цикл он-разгрузитель; 6 — циклоны вторичной
Зарубежный опыт свидетельствует, что
общее количество муки с размерами до 17-18 мкм
очистки
можно отобрать до 15 %.
Лекция № 5
5. Витаминизация муки
По условиям ведения технологического процесса на сортовых мельницах происходит
разделение периферийной части зерна и эндосперма. Периферия зерна — оболочки, зародыш и
алейроновый слой составляет основной побочный продукт технологии — отруби, а эндосперм —
муку высоких сортов. Биологическая природа зерна такова, что основное количество
биологически активных веществ — витаминов, микроэлементов содержится на периферии зерна,
что делает муку высоких сортов малоценным по содержанию витаминов продуктом питания. Если
учесть, что продукты из зерна являются основным источником витамина В1 (тиамина) и важным
источником витаминов В2 (рибофлавина) и РР (никотиновой кислоты), то необходимость в
искусственном введении витаминов в муку высоких сортов становится очевидной. Положение
может усугубиться, когда хлеб и другая продукция из зерна являются основным продуктам
питания. Поэтому витаминизация муки высоких сортов (высшего и первого) является
целесообразной. Технология витаминизации осуществляется по специальной инструкции,
согласованной с Минздравом. Витаминизация муки высшего и первого сортов осуществляется
путем ввода синтетических витаминов В1, В2 и РР в следующих массовых долях (в соответствии с
табл. 3.).
Таблица 3
Нормы ввода витаминов В1, В2, РР в муку пшеничную высшего и первого сорта
Минимальные нормы ввода
Наименование
витамина
Допустимые значения ввода
витаминов,х10-3%
мг/100 г
х10-3%
При весовом
дозировании
При объемном
дозировании
Тиамин (В1)
0,4
0,4
0,5±0,1
0,5±0,2
Рибофлавин (В2)
0,4
0,4
0,5±0,1
0,5±0,2
Никотиновая кислота
(РР)
2,0
2,0
2,5±0,1
2,5±0,2
Рис. 4. Принципиальная схема витаминизации муки
1 — смеситель-растиратель витаминов; 2 — смеситель вертикальный; 3 — емкости для муки; 4 —
емкости для витаминного концентрата; 5 — дозатор для муки; 6 — дозатор витаминного
концентрата; 7 — смеситель горизонтальный
Технология ввода витаминов в муку представлена на рисунке 4. По технологии вначале
готовят витаминный концентрат. Для этого в смеситель-растиратель витаминов вводят
одновременно расчетное количество витаминов В1, В2 и РР и муки (можно вводить дунсты для
обеспечения более эффективного смешивания) и производят смешивание в течение заданного
времени.
Затем подготовленный концентрат витаминов смешивают с мукой. Это так называемая
предварительная смесь. На третьем этапе предварительная смесь витаминов и муки дозируется
объемным или весовым способом в определенном соотношении и смешивается вместе с потоком
муки в порционном смесителе. Правила рекомендуют, чтобы производительность дозирования
предварительной смеси витаминов составляла 0,1—2,0 % от производительности дозирования
муки.
Эффективность технологии витаминизации оценивают по отклонению фактического
содержания витаминов в муке от предельных норм ввода, приведенных в таблице
3.50.Содержание введенных витаминов в муку должно быть определено химическим путем с
Рис.5. Технология отбора зародышей из продуктов шлифования
помощью инструментальных методов анализа. При отсутствии возможности определения
содержания витаминов процесс витаминизации контролируют по точности и производительности
дозирования муки и витаминов.
Лекция № 6
6. Выделение зародыша при хлебопекарных помолах пшеницы
Содержание зародыша со щитком в зерне пшеницы по данным различных авторов
колеблется от 1,5 до 4,22 %. Зародыш богат биологически активными веществами, белком, жиром,
что делает его ценным пищевым и кормовым продуктом.
Зародыш может использоваться как сырье для производства ценного растительного масла,
как диетическое и лечебное средство питания, как высокопитательное кормовое средство.
Типовая технология хлебопекарных помолов пшеницы не предусматривает отбор
зародышевого продукта, поэтому на большинстве мукомольных заводов эта операция не
производится, и он попадает в отруби, где его ценность нивелируется. Технология извлечения
зародыша основана на особенностях его физических свойств, таких как повышенная пластичность
и меньшая плотность в сравнении с другими анатомическими частями зерна. Причем, при
проведении гидротермической обработки зародыш более интенсивно поглощает влагу, что в еще
большей степени увеличивает его пластичность. Поэтому при измельчении зерна он дробится в
меньшей степени и сосредотачивается при сортировании продуктов измельчения в крупных
фракциях промежуточных по крупности продуктов (1,114/0,562) и в остатках зерна после
извлечения крупок и дунстов (1,898/1,114; 1,614/1,114 и т. д.). Поэтому для извлечения зародыша в
относительно чистом виде используют потоки продуктов с максимальным его содержанием.
Существует два варианта технологии:
* выделенный зародыш обрабатывается на специальных зародышевых системах и затем
выделяется при сортировании в рассевах;
* выделенный зародыш без специальной обработки представляет конечный продукт.
На рисунке 5 представлена технологическая схема получения зародышевого продукта с
применением двух последовательных зародышевых систем. По данной технологии крупные и
средние крупки первых трех драных систем обрабатываются на шлифовочных системах с
использованием рифленых валков и высоких режимов измельчения.
Рис.5. Технология отбора зародышей из продуктов шлифования
Рис.6. Технология выделения зародыша на мельзаводах с комплектным оборудованием
При этом основная масса зародыша сосредотачивается в продуктах 0,908/16 и 0,666/ 18,5
первой и второй шлифовочных систем. После объединения зародыш содержащие продукты
провеивают для удаления легких оболочек, а основной продукт дважды последовательно
отрабатывается на зародышевых системах. В результате зародыш плющится и приобретает форму
лепешек, а эндосперм содержащие частицы разрушаются с образованием муки и некоторого
количества крупо-дунстовых продуктов. Плющение осуществляется на нерифленых валках с
дифференцией 1,0-1,05 и окружной скоростью 4,0-4,5 м/с.
При втором сортировании продуктов плющения зародыш выделяют сходами сит 10,3 и
22,7.
По технологии сортовых хлебопекарных помолов пшеницы на комплектном оборудовании
(технология фирмы Buller) зародыш отбирают без использования специальных зародышевых
систем (рис. 6). Для выделения зародыша используют специальную четвертую размольную
систему, на которой обрабатываются схода с первых трех размольных и двух шлифовочных
систем. По данной технологии именно на этих системах сосредотачиваются зародыш содержащие
крупные и средние крупки драного процесса.
В соответствии с рисунком 7 по другой технологической схеме зародыш содержащими
потоками являются второй сход второй драной системы и сходы с ситовеек, обогащающих
крупные и средние крупки начального этапа драного процесса. После объединения эти продукты
пневмосепарируют при интенсивном воздушном режиме. В легкую фракцию попадает основное
количество зародыша. На последующем этапе продукт обрабатывается на специальной
зародышевой системе, работающей в режиме плющения.
Рис.7. Схема выделения зародыша из продуктов драного процесса
При сортировании продуктов плющения выделяют крупный и мелкий зародыш, некоторое
количество муки и дунстовых продуктов.
При практическом использовании технологических схем рекомендуется уточнить
содержание зародыша по потокам, скорость воздушного потока при пневмосепарировании,
номера сит и технологических схем сортирования.
Сухой помол кукурузы
Помол зерен кукурузы вызывает у мукомолов определенные проблемы. Зерна кукурузы
крупные, жесткие и плоские, к тому же зародыши в них больше, чем у других зерновых культур
(около 12% от массы всего зерна). В зародышах содержится много жиров (34%), которые
необходимо удалить, если продукт предназначен для длительного хранения (в противном случае
он прогоркнет). Из кукурузного зерна предпочтительнее изготавливать крупу с низким
содержанием жира, а не кукурузную муку; по этой причине мукомолы стараются удалить шелуху
(то есть околоплодник, семенные оболочки и алейроновый слой) и зародыш, не размалывая при
этом эндосперм слишком мелко. Наиболее эффективным способом решения этой задачи служит
использование специальной мельницы – дежерминатора (отделителя зародыша). Дежерминатор
представляет собой устройство с двумя жерновами конической формы. Один жернов вращается
внутри другого, перетирая кукурузу с удалением шелухи и отделением зародыша. Как правило,
перед дежерминацией кукурузу темперируют в атмосфере с высоким содержанием влаги (около
21%), так как это облегчает отделение зародыша от эндосперма.
Для дежерминации используют также энтолейтеры, представляющие собой устройство
ударного действия. Кукуруза засыпается в машину и попадает на быстро вращающийся диск,
оснащенный штырями. Зерно с силой отбрасывается и ударяется о стенки. В результате такого
ударного воздействия происходит отделение зародыша.
После удаления зародыша и шелухи эндосперм измельчают до крупы нужного размера при
помощи вальцевой системы. Сухой помол кукурузы фактически является драной системой,
поскольку переработка не направлена на получение муки. Шелуху используют в качестве корма
для животных, а зародыш служит сырьем для получения ценного кукурузного масла.
Лекция №7
1. Производство быстроразваривающихся круп
Для производства быстроразваривающихся круп можно использовать готовую крупу,
полученную из любого сырья. Отечественная крупяная промышленность может вырабатывать
быстроразвариваюшуюся ячменную крупу из перловой крупы № 1, 2, 3, пшеничную из
Полтавской крупы №1,2, 3, гороховую — из гороха колотого шелушенного. Технические условия
на производство этой продукции регламентированы правилами организации и ведения
технологического процесса на крупяных предприятиях. Сроки варки до кулинарной готовности
для различных видов круп сокращаются до 5-30 минут, что связано с тепловой обработкой круп в
процессе технологии.
В соответствии с рисунком 8 на предварительном этапе готовая крупа пересеивается в
рассевах для придания большей однородности. Рекомендуется, чтобы величина прохода и схода
сит, определяющих номер крупы, была не ниже 85 %. В таблице 10 приведены рекомендованные
для установки в рассевах сита для калибрования крупы.
Таблица 10
Рекомендуемые размеры отверстий сит для контрольного просеивания круп
Вид круп
Размер отверстия сита, мм
Выравненность
крупы, %
Проходового
Сходового
Перловая №1
Ø 4,0
Ø 3,0
85
Перловая №2
Ø 3,0
Ø 2,5
85
Перловая №3
Ø 2,5
Ø 2,0
85
Полтавская №1
Ø 3,5
Ø 3,0
85
Полтавская №2
Ø 3,0
Ø 2,5
85
Полтавская №3
Ø 2,5
Ø 2,0
85
Горох колотый
шелушенный
4,0х20
Ø 3,0
85
Выровненная по размерам крупа увлажняется до 25-27 %. Возможно совмещение операции
увлажнения и мойки крупы в специальных моечных машинах для крупы. Рекомендуется для этих
целей использовать подогретую до 25-27°С воду, что интенсифицирует процесс поглощения воды
крупой. После увлажнения крупу отволаживают в течение 40 мин. Для этих целей используют
шнеки с минимальной скоростью вращения вала или специальные бункеры с ворошителями.
После отволаживания крупу пропаривают при давлении пара 0,1 МПа в течение 3 мин. При этом
влажность крупы повышается до 28-29 %.
Крупу с такой влажностью отволаживают повторно в течение 30-40 мин. Чтобы избежать
слипания и комкования отволаживание сопровождается постоянным перемешиванием крупы, для
чего используют, как и при первом отволаживании, шнеки или емкости с ворошителями. Перед
плющением крупу подсушивают до влажности 23-25 %, что обеспечивает оптимальные условия
процесса плющения. Плющение производят или в специальных плющильных станках, или в
мельничных вальцовых станках с дифференцией 1.0. При использовании мельничных вальцовых
станков рекомендуются следующие механико-кинематические параметры валков: количество
рифлей — 10, 1/см; уклон рифлей — 8 %; взаиморасположение рифлей — Сп/Сп. Плющение
также можно осуществлять валками с нерифленой поверхностью. Правила организации и ведения
технологического процесса на крупяных предприятиях рекомендуют для плющения следующие
рабочие зазоры, мм:
* для гороха колотого — 1,5-1,7;
* для перловой и Полтавской круп № 1 — 0,5;
* для перловой и Полтавской круп № 2 — 0,4;
* для перловой и Полтавской круп № 3 — 0,2.
Плющеную крупу высушивают до влажности не более 14,0 %, что повышает прочность
отдельных частиц и обеспечивает минимальную дробимость при контрольных и последующих
операциях. Контрольное просеивание быстроразваривающихся круп осуществляется на наборе сит
в соответствии с крупностью крупы каждого номера (табл. 11).
Таблица 11
Рекомендуемый набор сит для контрольного просеивания
Диаметр отверстий сит, мм
Вид крупы
Проходового
Сходового
Ячменная №1
5,5
3,5
Ячменная №2
4,5
3,0
Ячменная №3
Пшеничная
№1
Пшеничная
№2
Пшеничная
№3
Гороховая
4,0
2,5
5,5
3,5
4,5
3,0
4,0
2,5
12,0
3,5
При контрольном просеивании удаляют комочки слипшейся крупы (сход сита с большим
размером отверстия) и дробленые частицы (проход сита с меньшим размером отверстий).
Выделенные нестандартные частицы направляют в отходы I категории, а крупу расфасовывают и
упаковывают в мелкую тару.
Выход быстроразвариваюшейся крупы должен быть не менее 95 %. В соответствии с
техническими условиями на быстроразвариваюшиеся крупы и в зависимости от размеров
отдельных частиц ячменная и пшеничная крупы подразделяются на три номера, а гороховая на
номера не делится. Внешний вид (один из оценочных органолептических критериев) крупы — это
овальной или круглой формы лепешки, с неровными краями и оттиском рифлей с обеих сторон,
если используются рифленые валки для плющения. При использовании нерифленых валков
поверхность лепешек с обеих сторон гладкая. Цвет, запах и вкус должны быть свойственны
нормальной крупе без посторонних запахов и привкусов. В крупе нормируется содержание сорной
примеси (не более 0,3 % для ячменной и пшеничной, и не более 0,4 % для гороховой).
Содержание лома и мучки для всех видов круп не должно превышать 8,0 %. Не допускается
зараженность вредителями хлебных запасов. Гарантийный показатель развариваемости колеблется
от 15 мин. для круп ячменной и пшеничной № 3, до 30 мин. для крупы гороховой. Содержание
металломагнитных примесей не должно превышать 3 мг на 1 кг (как и для всех видов круп).
Лекция №8
2. Производство круп, не требующих варки
Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях
дают следующее определение этой продукции: крупы, не требующие варки, представляют с собой
продукт, готовый к употреблению без варки (после заливки кипящей водой и набухания при
комнатной температуре в течение не более 10 мин.). Таким образом, технология такого рода
продуктов должна предусмотреть операцию, напоминающую кулинарную обработку обычной
крупы.
В соответствии с технологическими условиями крупы, не требующие варки, вырабатывают
трех наименований: гречневую, перловую и пшеничную. Для их производства, соответственно,
используют ядрицу первого и второго сортов, крупу перловую № 1 и № 2, крупу Полтавскую № 1
и № 2.
В соответствии с рисунком 9 технология подготовительного этапа включает контрольное
ситовое сепарирование крупы, пневмосепарирование и мойку. При ситовом сепарировании
выделяют случайно попавшие крупные частицы и мелкие — дробленые и мучку, а при
пневмосепарировании — остатки наружных оболочек и мучку. Рекомендуются следующие
размеры отверстий сит (табл. 12) для контрольного сепарирования круп как сырья.
Таблица 12
Размеры сит для контрольного сепарирования
Размер отверстия сита, мм
Наименование сырья
Проходового
Сходового
Ядрица гречневая
Δ (5,0-5,5)
(1,6-1.7)×20
Крупа перловая №1
Ø4,0
Ø 3,0
Крупа перловая №2
Крупа полтавская
№1
Крупа полтавская
№2
Ø 3,0
Ø 2,5
Ø 3,5
Ø 3,0
Ø 3,0
Ø 2,5
Крупы, прошедшие контрольное сепарирование, моют при полном погружении в воду в
течение 3-5 мин. При расходе воды 2,0-2,5 л на 1 кг крупы их влажность повышается до 27,0 %.
Допускаются колебания во влажности в пределах ±3,0 %.
Подготовленная таким образом крупа загружается в варочные аппараты и варится до
полной кулинарной готовности. Ориентировочное время варки — 45-60 мин. в зависимости от
вида и номера крупы. Варку производят паром при давлении 2 МПа. В варочный аппарат
добавляют расчетное количество воды, необходимое для обеспечения влажности крупы после
варки 35 % .
Процедура расчета:
1.Определяют расчетное значение массы порции крупы после мойки М1, кг:
M (100  W0 )
M1  0
100  W1
где Мо — масса порции круп до мойки, кг; W0 — влажность крупы до мойки, % ; W1 —
влажность крупы после мойки, равная 27,0 % .
2. Определяют расчетное значение массы порции крупы после варки, М2, кг:
M (100  W1 )
M2  1
100  W2
где W2— влажность крупы после варки, равная 35,0 %.
3. Установлено, что варка увлажненной в моечной машине крупы паром без добавления
воды не обеспечивает требуемую конечную влажность крупы W2 = 35 %. Поэтому в варочный
аппарат необходимо добавить некоторое количество воды. Для расчета количества добавляемой
воды вначале определяют фактическую массу крупы М3, кг, прошедшей мойку и сваренную
пропариванием в прогретом варочном аппарате, но без добавления воды. Величину М3 находят
как среднее из двух повторностей. Эта величина индивидуальна для каждого вида крупы. Тогда
необходимое количество воды Мв, кг, добавляемой в варочный аппарат при варке каждой порции
крупы, находят по разности между расчетным значением массы порции крупы после варки М2 и
массой порции крупы М3:
Мв=М2-М3.
Сваренную крупу выгружают в специальный бункер-воронку с устройством для
разрыхления комков, а затем сепарируют на ситах с диаметром 7 мм. Частицы крупнее размера
отверстий сит направляют на сушку, а мельче размера отверстия сит (дробленые частицы) — в
отходы I-II категорий. Температура теплоносителя в сушилке должна быть 100-105°С, при этом
влажность крупы гречневой после сушки должна быть 25,0±2,0 %, а пшеничной и перловой —
20,0±2,0 %. После подсушивания крупу вторично сортируют на таком же наборе сит для
обеспечения выравненности.
Плющение крупы осуществляют в специальных плющильных станках с гладкими валками
и дифференцией 1,0. Оптимальный рабочий зазор для плющения крупы гречневой составляет 0,40,6 мм, а перловой и пшеничной — 0,3-0,4 мм. Плющеную крупу сушат при температуре
теплоносителя не менее 120,0 °С до влажности не более 10,0 %.
Высушенную крупу контролируют на наличие дробленых частиц просеиванием на сите
диаметром 3,0 мм и после контроля на наличие металломагнитных примесей направляют на
расфасовку и упаковку.
Правила рекомендуют следующие нормы выхода продукции при производстве круп, не
требующих варки, %:
* крупа — 87,5
* мучка кормовая — 6,5
* отходы I-II категории — 0,5
* усушка — 4,5
* отходы III категории и механические потери — 1,0
Всего: — 100,0
По внешнему виду крупа должна соответствовать данному виду крупы, приготовленной
обычным кулинарным способом. Допускаются крупинки, не сохранившие первоначальную форму
и распавшиеся на части. Вкус и запах должен быть свойственен данному виду вареной крупы без
постороннего запаха и привкуса.
Консистенция может быть рассыпчатой или вязкой в различной степени.
Влажность крупы не должна превышать 10,0 %, содержание дробленых частиц,
получаемых проходом через сито с диаметром отверстий 3 мм, не более 3,0 % для перловой и
пшеничной крупы и 2 % — для крупы из гречихи.
Как и для всякого вида крупы, не допускается зараженность вредителями хлебных запасов,
а содержание металломагнитной примеси должно быть не более 3 мг на 1 кг крупы.
Так как для этого вида крупы не требуется обычной кулинарной обработки, то вводится
понятие восстанавливаемость — это время в минутах, необходимое для набухания крупы после
обработки кипящей водой, то есть время для полной кулинарной готовности. Технологические
условия предусматривают следующую процедуру для определения восстанавливаемости. В
емкость диаметром 150 мм и высотой 110 мм наливают 200 мл воды, добавляют 3 г соли и доводят
до кипения нагреванием на плите. После закипания вносят 10 г жира и 90 г крупы (при
постоянном помешивании) и закрывают крышкой. После этого снимают с плиты и оставляют для
набухания на 10 мин. Далее следует дегустация продукта по специальной методике (если это
оценочная процедура) или употребление его как продукта питания.
Лекция № 9
3. Производство круп повышенной питательной ценности
Мука гороховая
Мука кукурузная
Мука макаронная 1
сорта
Мука рисовая
Южная
Союзная
70
Здоровье
90
Сильная
Флотская
Мука гречневая
Пионерская
Спортивная
Вид сырья
Юбилейная
Это искусственные крупы, полученные путем прессования на макаронных прессах теста из
смеси муки различных зерновых и бобовых культур с добавлением обезжиренного сухого молока,
сухого яичного белка или яичного продукта в натуральном или замороженном виде. В
зависимости от формы и размера матрицы могут прессоваться частицы различной формы и
размеров, имитирующие натуральные крупы. Этот вид продукции предназначен к использованию
в общественном и индивидуальном питании для приготовления различных блюд. В настоящее
время разработаны технологические условия на производство искусственных круп повышенной
питательности восьми наименований. Рецептура смеси для их производства представлена в
таблице 13.
Технология осуществляется в двух отделениях — подготовительном и прессовосушильном. Сырьем для производства круп является рис дробленый, продел (дробленое ядро
гречихи), горох колотый шелушенный, овсяная недробленая крупа, макаронная крупа первого
сорта (полукрупка), ячневая крупа. Эти продукты (кроме макаронной муки) необходимо
предварительно подготовить для смешивания в соответствии с рецептом. Остальные продукты —
макаронная мука первого сорта, сухое обезжиренное молоко, яичный белок вводятся в смесь
непосредственно в прессово-сушильное отделение. В соответствии с рисунком 10 все виды крупы
в подготовительном отделении подвергают контрольному пневмо- и ситовому сепарированию для
выделения примесей, направляемых в отходы I-II категории. Овсяная крупа дополнительно
сепарируется на падди-машинах для удаления оставшихся неошелушенных зерен. Все виды круп
пропускают через пневмосортировальный стол, где выделяют тяжелые примеси (в основном
минеральные) и низконатурные примеси.
Таблица 13
Рецептура круп повышенной питательной ценности
Процент ввода сырья для производства круп
70
70
20
50
15
15
75
Мука овсяная
Мука ячневая
Обезжиренное сухое
10
молоко
Сухой яичный белок
или яичный продукт в
натуральном или
замороженном виде
ВСЕГО
100
Технология предусматривает
погружении в воду, с последующей
15
20
73
90
30
10
10
15
28
10
10
2
2
100
100
100
100
100
100
100
мойку крупы в специальных моечных машинах при полном
сушкой в сушилках с кипящим слоем. Овсяная крупа может
дополнительно пропариваться и затем также высушивается. Режим сушки должен обеспечить
снижение влажности до 11-12 %.
Очищенное от примесей сырье и прошедшее дополнительную водно-тепловую обработку
размалывают на трех последовательных системах вальцовых станков. При этом устанавливают
следующие механико-кинематические и технологические параметры мелющих валков (табл. 14).
Таблица 14
Техническая характеристика мелющих валков
Размольная система
Параметр
Первая
Вторая
Третья
Количество рифлей
8,5
10,0
11,0
Уклон рифлей,%
8,0
8,0
8,0
Окружная скорость
быстровращающегося
6,0
6,0
6,0
валка, Vв , м/с
Дифференция
1,0
1,5
1,5
Взаимное расположение
о/о
о/о
о/о
рифлей
Интенсивность измельчения на системах должна обеспечивать максимальное извлечение
муки. Продукты измельчения сортируют в мельничных рассевах, где отбирают муку, а более
крупные не измельченные частицы крупы, получаемые в виде схода, измельчают на следующей
системе. Сход с последней системы возвращают на измельчение на эту же систему или
направляют в отходы I-II категории. Отобранная на каждой системе мука направляется в
прессовально-сушильное отделение. По своему построению технология получения муки из
дробленых и недробленых круп идентична технологии обойной муки. Поэтому наиболее
эффективно для сортирования продуктов измельчения использовать рассевы серии ЗРШ-М
четвертой технологической системы, предназначенные для мельниц обойного помола. В данной
технологии использованы рассевы ЗРШ-4М и полиамидные сита. Полученная по данной
технологии мука при просеивании на капроновом сите № 35 не должна давать остатка более 2 %.
Наличие хруста в муке не допускается. Содержание металломагнитной примеси на 1 кг муки
должно быть не более 3 мг.
Технология в прессово-сушильном отделении
Для обеспечения бесперебойной работы отделения в течение необходимого времени для
каждого вида сырья предусмотрены оперативные емкости (рис.11). Дозирование каждого
компонента смеси в соответствии с рецептурой осуществляется с помощью многокомпонентных
весовых дозаторов. Смешивание сухих компонентов производится в смесителе порционного
действия. Обезжиренное сухое молоко и яичный белок можно вводить в смесь в виде молочнояичной эмульсии непосредственно в макаронный пресс. Для этого в технологии предусмотрен
специальный аппарат, в который подается питьевая вода, сухое молоко и яичный белок.
Транспорт эмульсии осуществляется с помощью специального насоса.
Таким образом, в тестомеситель пресса подается вода, сухие компоненты и эмульсия.
Необходимое количество воды для замеса теста может подаваться вместе с эмульсией.
Рекомендуется подогревать воду до 45-50 °С. Замес теста осуществляется в течение 15 мин. Влажность
теста для крупы Здоровье и Юбилейная должна быть 27-29 %, а для остальных круп — 31-34 %.
Таким образом, зная конечную влажность теста и влажность сухого компонента смеси, можно
рассчитать потребное количество воды на порцию смеси массы G, кг с начальной влажностью W ,
%:
G (WK  WH )
Mв 
100  WH
где Мв — масса воды для образования теста, кг; WK— влажность теста, %.
Прессование осуществляется в прессах шнекового типа с матрицами, имеющими
различную форму отверстия в соответствии с рекомендациями Правил организации и ведения
технологического процесса на крупяных предприятиях (табл. 15).
Таблица 15
Форма и размер отверстий матриц пресса
Вид крупы
Форма отверстия
Здоровье,
Юбилейная
Соответствует профилю рисовой
крупы
Соответствует профилю овсяной
крупы или чичевицеобразная
Спортивная
Союзная, Флотская,
Южная
Сильная
Пионерская
Размер отверстия
(6,0-7,0)×(3,0-3,2)
(8,0-9,0)×2,0
Чичевицеобразная
Ø 2,0
Чичевицеобразная
Чичевицеобразная
Ø 3,5
Ø 3,5
Регулировка режущего механизма пресса должна обеспечивать толщину частиц в пределе
1,5-2,5 мм. Сырые изделия после пресса высушивают до влажности не более 13,0 % при
температуре теплоносителя не выше 70 °С. Готовую крупу подвергают контрольному ситовому
сепарированию для выделения битых частиц, не имеющих правильной формы.
Нестандартную продукцию размалывают и подсортировывают к общему потоку смеси в
количестве около 5 %. Готовая крупа после контроля на наличие металломагнитной примеси
расфасовывается и упаковывается в пакеты, коробки, бумажные мешки.
Цвет крупы определяется составом смеси и может быть белым или желтым с различными
оттенками. Запах и вкус должны соответствовать нормальной крупе без посторонних запаха и
привкуса. Выравненность круп по размерам должна быть не менее 80 % (проход сита 2,6 х 20 м,
сход сита 1,4 х 20). Поверхность крупы должна быть гладкой. Для обеспечения устойчивого
хранения влажность крупы не должна быть более 13,0 %. В крупе ограничивается содержание
лома, деформированных крупок. Не допускается посторонних примесей и зараженности
вредителями хлебных запасов. Как и для всех видов круп, содержание металломагнитных
примесей должно быть не более 3 мг на 1 кг крупы.
Выход крупы Юбилейной и Здоровье составляет 92,0 % при выходе отходов I-II категорий
6,3 %.
Выход остальных круп составляет 94,0 % при выходе отходов I-II категорий 4,3 %.
Для всех видов круп планируется усушка 1,0 % и выход отходов III категории и
механических потерь 0,7 %.
Лекция № 10
4. Производство плющенной овсяной крупы и хлопьев
Крупу овсяную плющеную вырабатывают из целой шлифованной крупы высшего или
первого сортов.
Перед плющением крупу пропаривают при давлении пара 0,05-0,10 МПа (0,5—1.0 ати).
Плющение крупы производят в вальцовом станке (количество рифлей на 1 см — 6…8; уклон
— 3%; отношение скоростей - 1; окружная скорость — 2,5 м/с).
В результате плющения поверхность ядра должна с обеих сторон иметь оттиск рифлей.
Плющеную крупу просеивают для отделения дробленого ядра (проходом через сито с
отверстиями диаметром 2,0 мм), дважды провеивают в аспирационных колонках и после магнитного
контроля направляют в закром.
Производство овсяных хлопьев
Хлопья Геркулес
Хлопья Геркулес вырабатывают из овсяной крупы высшего сорта (рис.13). По отдельным
разрешениям по согласованию с Госстандартом допускается использование крупы первого
сорта.
Подготавливают крупу к плющению ее в хлопья путем:
* двукратного контрольного пропуска ее через падди-машины для извлечения оставшихся
необрушенных зерен;
* дополнительной очистки крупы в крупосортировках для отделения крупных примесей
(сходом с сита с отверстиями 2,5х20 мм) и для выделения дробленых частиц ядра
(проход через сито с отверстиями диаметром 2,0 мм);
* пропаривания для дополнительного увлажнения на 2,0—3,0% с последующим
отволаживанием.
Плющение крупы в хлопья производят в плющильном станке с гладкими валками при
отношении скоростей 1 и окружной скорости 2—2,5 м/с. Толщина плющеного ядра не должна
превышать 0,5 мм.
Полученные хлопья высушивают, провеивают в аспирационной колонке и после магнитного
контроля направляют в фасовочный цех для упаковки. Температура хлопьев не должна превышать
температуру производственного помещения более чем на 6—8°С.
Лепестковые хлопья
При выработке лепестковых хлопьев овсяную крупу первого или высшего сорта после
двукратной контрольной очистки на падди-машинах подвергают дополнительному шлифованию с
последующим отсевом мучки па сите № 08.
Полученную крупу сортируют для разделения на два номера по крупности: № 1 — проход
через сито с отверстиями 2,5х20 мм и сход с сита с отверстиями 1,8х20 мм; № 2 — проход через сито
с отверстиями 1,8х20 мм и сход с сита № 08.
Крупу каждого номера провеивают в аспираторе.
Последующие операции (пропаривание, плющение и т. д.) производят раздельно по крупе №1
и №2 по технологической схеме, аналогичной выработке хлопьев Геркулес.
Производство толокна
Для выработки толокна используют овес, очищенный от сорных примесей, щуплых и
недоразвитых зерен.
Овес замачивают водой, нагретой до 35°С, и держат в чанах 2 ч для доведения его
влажности до 30%.
Влажный овес направляют в варочный аппарат и после томления в течение 1,5—2 ч при
давлении пара 0,15—0,20 МПа (1,5— 2,0 ати) пропускают через паровую сушилку для
высушивания до влажности 5—6%, а затем охлаждают до температуры, не превышающей
температуру воздуха производственного помещении более чем на 6—8°С.
Шелушение овса производят в шелушильном поставе (окружная скорость 19…20 м/с) или
центробежном шелушителе.
Продукты шелушения направляют на просеивание (сито с отверстиями диаметром 2,0 мм)
для выделения мучки и дробленки, а затем в аспиратор для отделения лузги.
Отделение шелушенных зерен от неошелушенных производят в падди-машинах.
Неошелушенные зерна направляют на повторное шелушение, а шелушение после провеивания в
аспираторе — на размол.
Шелушенный овес размалывают в вальцовых станках со следующей характеристикой
валков:
* 1-я система — число рифлей на 1 см — 8…10. уклон 6…8%.
* 2-я система.— число рифлей на 1 см— 10…12, уклон 8…10%.
Отношение скоростей для обеих систем 2,5; окружная скорость валков 3,5 м/с;
расположение рифлей «острие по острию».
Продукты размола просеивают па проволочном (металлотканом) сите № 1,2 и шелковых
№ 27 и 29 или капроновых ситах №29к и №32к. Сход с сита № 1,2 1-й системы возвращают на
вальцовый станок 1-й системы. Сход с остальных сит направляют на вальцовый станок 2-й системы,
проход через сита № 29к и двух систем — на контрольное просеивание.
Муку (толокно) подвергают магнитному контролю после просеивания через сито №29к
(№32к) и направляют в фасовочный цех для упаковки.
Производство комбинированных круп для диетического питания
Пищевой промышленностью выпускается смесь из хлопьев пшеницы, овса и ячменя с
добавлением фруктов и орехов. Трехзерновые хлопья придают продукту особую биологическую
ценность. В смеси, которая потребляется в виде каши, высок процент белка. В сочетании с
большим количеством клетчатки и естественных витаминов каша представляет собой диетическое
блюдо, в котором содержится весь комплекс веществ, важных для здоровья человека.
Технология изготовления зерновых хлопьев состоит из нескольких этапов: промывание
круп и зерна, пропаривания до полуготовности и расплющивания с последующим высушиванием.
Фруктовая каша имеет только натуральные добавки. Это выгодно отличает ее от
имеющихся на рынке аналогов, где используются искусственные ароматизаторы, красители и
заменители. Готовится она всего пять минут. В каше как продукте быстрого приготовления
максимально сохранены все полезные микроэлементы и витамины.
Многозерновые хлопья
На российском рынке предлагаются двух-, трех- и четырехзерновые хлопья.
Это сочетание ячменных, ржаных, пшеничных и овсяных хлопьев в различных вариациях.
Данный вариант комбинаций хлопьев позволяет максимально эффективно сбалансировать
полезные свойства исходных продуктов. Имеющаяся технология обработки обеспечивает хлопьям
более нежную консистенцию и быстрое разваривание, т.е. сокращает время варки в домашних
условиях до 5-7 минут.
Хлопья сохраняют все полезные исходных круп, имеют высокое содержание углеводов более 70 % и, поэтому, являются превосходным источником энергии. Клетчатка - прекрасный
адсорбент, выводящий токсины, шлаки, излишки холестерина из организма, высоки цифры
минеральных веществ: калия, кальция, железа, достаточное количество витаминов группы В, E,
РР. Диетические достоинства хлопьев позволяют рекомендовать их для питания взрослых и детей.
Особо рекомендуются больным сахарным диабетом, людям с нарушением сосудистой
системы, больным атеросклерозом, аллергией.
Лекция № 11
5. Воздушные зерна риса, кукурузы и воздушной пшеницы
"Воздушный рис", "Воздушная кукуруза" и "Воздушная пшеница" - это специально
обработанные (взорванные) зерна отборного риса, пшеницы, кукурузы, совершенно готовые к
употреблению. Эти взорванные зерна кладут в бульоны и в супы вместо гренков, но они
предпочтительнее гренков, так как не требуют предварительной подготовки. "Воздушный рис"
или "Воздушную кукурузу", "Воздушную пшеницу" добавляют также к молоку, к кофе, к какао, к
киселям, к компотам. Эти зерна очень легки, приятны на вкус и более полезны, чем обычная
рисовая, пшеничная и кукурузная крупа, так как легче и полнее усваиваются. Чтобы воздушные
зерна не теряли своих качеств, их не надо ни варить, ни кипятить, а только засыпать
непосредственно перед едой в стакан с какао, в тарелку с бульоном.
Производительность, кг/ч
30-40
Емкость цилиндра, л
10
Рабочее давление в цилиндре,
кгс/см.кв.
10-12
Вес продукции на одну загрузку,
кг
8-9
Напряжение питания, В
220
Энергопотребление, кВт/ч
0,18
Расход газа, м.куб./ч
1,5
Масса, кг
520
Габаритные размеры, мм
1000х800х1800
Аппарат, работающий под избыточным давлением, из-за своего внешнего вида и звукового
эффекта при работе получил название пушки. Зерно, помещаемое в герметически закрытую
камеру, при нагревании повышает внутреннее давление за счет испарения содержащейся в нем
влаги. Мгновенное нарушение герметичности камеры сопровождается резким падением давления
в тканях зерна, что приводит к расширению паровоздушной смеси, вызывающей сильное
увеличение объема зерна, оно как бы взрывается, вспучивается.
В качестве сырья для изготовления взорванных зерен используется зерна злаковых культур:
кукурузы, риса, пшеницы, овса, ячменя, гороха, сои. Наиболее широкое распространение
получило производство взорванных зерен из кукурузы, риса, пшеницы. Взорванные зерна можно
выпускать как без добавок, так и обогащенные различными вкусовыми добавками. Засахаренные
взорванные зерна смешивают с различными измельченными сухофруктами (изюм, чернослив,
абрикоса, финиками и т.д.). Из взорванных зерен приготавливают концентраты, не требующие
перед употреблением варки. В последнее время за рубежом взорванные зерна пшеницы
используют для получения так называемой вспученной пшеничной крупы, которую используют
для приготовления блюд, не требующих варки. Машина также применяется для производства
хорошо усваиваемых комбикормов, с маленькой объемной массой. Для производства
качественных взорванных зерен нужно предварительно сырье увлажнить и нагреть, рис
взрывается без предварительной обработки.
Лекция № 12
6. Снэки
Зерновые продукты, которые можно употреблять в пищу без дополнительной
термообработки называются снэки. Под это определение попадают печенье, крекеры, зерновые
завтраки, хлебцы, попкорн и т.д.
Снэки из кукурузы
Попкорн – один из первых снэков производимых из кукурузы. Попкорну можно легко
придавать различные оттенки вкуса, добавляя жир, соль, сыр и другие вкусовые вещества.
Качество воздушной кукурузы определяется объемом и формой взорванных зерен,
мягкостью текстуры и, конечно же, вкусом. Зерна кукурузы в процессе взрывания увеличиваются
в объеме до 30 раз. Взорванные зерна можно получать только из кукурузы и из определенных
сортов сорго и проса.
Увеличение объема зерна происходит за счет испарения влаги внутри зерновок.
Околоплодник кукурузы действует как сосуд высокого давления, давая возможность воде в зерне
перегреваться. При определенной температуре давление становиться настолько большим, что
околоплодник разрывается, позволяя эндосперму увеличиваться в объеме. Разрушение
околоплодника происходит при температуре 177°С. Степень увеличения объема попкорна связана
с количеством полупрозрачного эндосперма, который не содержит наполненных воздухом пустот,
имеющихся в матовом эндосперме. В матовом эндосперме гранулы крахмала остаются
неповрежденными и не увеличиваются в объеме – влага испаряется в окружающие их пустоты. В
полупрозрачном эндосперме влага испаряется в гранулы крахмала и увеличивает их объем.
Кукурузные орешки – это снэки из особой кукурузы с очень большими матовыми белыми
зернами. Зерно кондиционируют, после чего поджаривают в жире,
подсаливают или
обрабатывают в сладком сиропе. Зерна кукурузы, хотя довольно твердые, становятся хрустящими
и имеют приятный вкус.
Кукурузная маса – первым этапом приготовления продуктов из кукурузы является
получение масы. Метод получения масы заключается в том, что кукурузу нагревают в воде с
добавлением гидроксида кальция (0,5%), в течение 1 часа при температуре 82°С. Кукурузу
охлаждают до комнатной температуры и промывают, удаляя шелуху и избыток гидроксида
кальция, затем измельчают. Получившаяся в результате мокрого помола смесь – это маса,
содержащая 55% влаги. Для получения качественной масы используют каменные жернова.
Маса – исходное сырье для производства многих продуктов. Ее прессуют, придавая вид
круглых лепешек, и выпекают. В результате получают тортильяс. А если эти лепешки обжарить
во фритюре то получим кукурузные лепешки тако. Также масу можно экструдировать в горячий
жир; так производят кукурузные чипсы.
Искусственные орехи
Одним из продуктов питания разработанных для космонавтов являются искусственные
орехи. Основным компонентом для их производства является зародыш пшеницы. В пшеничном
зародыше содержится большое количество жира и ферментов. Чтобы стабилизировать зародыш,
его обжаривают или обрабатывают сухим теплом для денатурации ферментов. Для производства
искусственных орехов готовят водно-жировую эмульсию, в которой водная фаза содержит
пленкообразующий белок, получаемый из пшеничного зародыша. Затем эту эмульсию
высушивают, чтобы превратить белок в сухое вещество и придать ему форму орехов.
Искусственные орехи имеют длительный срок хранения, поскольку содержащееся в них масло
защищено поверхностным слоем от попадания воздуха.
Лекция № 13-14
7. Новые продукты переработки зерна бобовых и крупяных культур
Животные белки биологически наиболее ценны, однако, их производство очень
высокозатратно. В мире ведутся поиски путей частичной замены животных белков растительными
белками и способов их эффективного совместного использования. Приоритетным источником
растительных белков при производстве продуктов питания в мировой практике является соя. В
целях повышения функциональных свойств соевых белков и продуктов ее зерно подвергают
глубокой безотходной переработке. Технология такой переработки хорошо отработана и широко
апробирована. В России соя производится в ограниченных объемах (до 0,3 млн. тонн) и не может
играть решающей роли в решении белковой проблемы. Хорошим источником биологически
ценного растительного белка у нас является горох и другие, зернобобовые и крупяные культуры.
Однако в нативном состоянии они обладают низкими функциональными и потребительскими
достоинствами. Кроме того, их белки содержат антипитательные вещества - ингибиторы трипсина
и химотрипсина, снижающие активность протеолитических ферментов и переваримость белков.
Поэтому для пищевого и кормового использования все зернобобовые культуры (включая сою)
нуждаются в предварительной технологической обработке. Аналогичная обработка необходима и
крупяным культурам при использовании их для производства быстро разваривающихся круп или
готовых закусок, называемых обычно сухими завтраками.
В связи с этим, разработка технологий, обеспечивающих устранение негативных
функциональных и потребительских характеристик белковых продуктов переработки семян
гороха, и производство на их основе недорогих комбинированных изделий приобретает особую
актуальность и может способствовать увеличению объемов производства полноценных
белоксодержащих продуктов питания, в том числе специального назначения.
Технологическая переработка зернобобовых и крупяных культур представляет собой
совокупность различных операций, с помощью которых исходное зерно превращается в изделия с
заранее заданными пищевыми, биохимическими, микробиологическими качественными
свойствами и формой. Установлено, что для повышения биологической ценности, питательности и
потребительских свойств белков и полисахаридов бобовых и крупяных культур наибольший
интерес представляет экструзионная гидротермомеханическая и термолучевая обработки зерна.
Экструзионная гидротермомеханическая обработка позволяет получать белково-полисахаридное
сырье без антипитательных веществ, использование которого в чистом виде и в сочетании с
животными белками дает возможность производить большой ассортимент продуктов питания
(более 100 видов) повышенной биологической ценности. Термолучевая обработка не только
улучшает питательную ценность продуктов, но в зависимости от режима работы дает продукцию,
аналогичную экструзионной, или сырье для быстрого приготовления блюд.
Сырьем для переработки по новой технологии является зерно гороха, других зернобобовых
культур, гречихи и проса. Перед переработкой оно прежде всего подвергается очистке от
посторонних примесей, если таковые в нем имеются, на серийно выпускаемых
зерноочистительных машинах. Если сырье используется для детского питания, зерно подвергается
шелушению - освобождению от оболочек. При использовании сырья на другие цели шелушение
не нужно, так как оболочки содержат волокнистые вещества, полезные для пищеварения.
В мировой практике широко применяется экструзионная переработка зерна. В основу ее
положено совмещение процессов смешивания, уваривания, формования изделий в одном
экструдере - одно- или двухшнековом и кратковременное высокотемпературное экструдирование
предварительно раздробленного обрушенного зерна (крупы). Очищенное от примесей зерно
может обрабатываться на электронно-лучевых (термолучевых) установках, что позволяет
получать продукцию, аналогичную экструзионной, или сырье для быстрого приготовления блюд.
Установлено, что в зависимости от типа используемого экструдера подготовка гороха для
экструдирования осуществляется до состояния частиц типа манки. При изготовлении горохового
полуфабриката на экструдере типа КМЗ горох не дробится, а направляется непосредственно в
приемный бункер экструдера в виде целых частиц.
На режим экструдирования влияет форма готового продукта. Она может быть шаровой, в
виде продолговатых палочек, колец и т.д. Форма экструдированного продукта зависит от типа
матрицы, устанавливаемой на любой из видов экструдера, и определяется дальнейшим
использованием экструдата.
Если он используется как готовый продукт, то может иметь разнообразную
геометрическую форму: в случае его использования в качестве технологической добавки,
например, в колбасные изделия - только в форме продолговатых палочек, в плавленых сырах типа
колбасного - в виде муки.
Влажность продукта определяет его потребительские свойства. Так, палочки бобовые
имеют влажность не более 8%, а гороховый полуфабрикат, используемый в плавленых сырах, в
виде муки должен иметь влажность не более 12%.
Путем экструзионной и термолучевой обработки зерна зернобобовых и крупяных культур
произведено белково-полисахаридное сырье (полуфабрикат). Изучены его функциональные и
потребительские свойства и биологическая ценность.
Таблица 16
Химический состав зерна и палочек
Содержание, в % на абс. сухой вес
Продукт
протеина крахмала жира клетчатки золы влаги
Зерно гороха
22,32
60,07
1,43
6,54
3,23 12,9
Гороховые палочки
18,03
70,56
0,8
1,36
2,79 12,4
Зерно чечевицы
29,14
55,89
Чечевичные палочки
26,67
69,44
Гречневая крупа
22,32
78,44
2,94
0,97
2,47 14,7
Гречневые палочки
18,03
63,93
1,42
7,58
2,33 14,0
Полуфабрикат, полученный из зерна гороха, представляет собой сыпучий продукт с
массовой долей сухих веществ - 92…94%. Он имеет приятный желтоватый цвет, не обладает
характерным бобовым вкусом и запахом, содержит 20…29% белка и до 30% крахмала. Как
показали исследования, этот полуфабрикат является высокофункциональным белковым сырьем. К
его важнейшим функциональным достоинствам относится высокая жиро-, водопоглотительная,
эмульгирующая, пено- и гелеобразующая способность.
Путем смешивания экструдата с пищевыми добавками и придания продукту необходимой
формы из него получены гороховые, чечевичные и гречишные крупяные палочки. Как видно из
табл. 16, в них содержание белка несколько ниже, чем в исходном зерне, но по всем другим
показателям качества они представляют собой ценный готовый продукт питания и пользуются
спросом у потребителей.
Белково-полисахаридный полуфабрикат из гороха испытан при производстве колбасных
изделий, плавленых сыров и кондитерской продукции. Таким образом, разработана новая
технология производства белково-полисахаридных продуктов из зерна бобовых и крупяных
культур, характеризующаяся пониженной трудо- и энергоемкостью. Получены белковополисахаридные полуфабрикаты и готовые сухие изделия типа палочек, сухих завтраков и т.д.,
изучены их функциональные и потребительские достоинства и биологическая ценность. На основе
полуфабриката произведены новые продукты питания: сыры, колбасы и др.
8. Новая технология переработки зерна гречихи в крупу
Эффективность использования зерновых ресурсов, качество и выход готовой продукции
зависит от методов ведения технологического процесса производства крупы, совершенства
конструкций технологического оборудования и, в значительной мере, определяется содержанием
сорной примеси и технологическими свойствами зерна. Это особенно актуально при переработке
гречихи в крупу. Структурно-механические свойства являются одними из основных, так как они
связывают структурные особенности зерна гречихи с его поведением при механическом
воздействии (в процессе шелушения).
Технологические свойства зерна гречихи могут быть улучшены различными способами.
Одним из наиболее экономически оправданных является гидротермическая обработка (ГТО),
которая включает операции пропаривания, сушки и охлаждения и заключается в одновременном
воздействии на зерно теплоты и влаги путем обработки его насыщенным водяным паром.
Воздействие влаги и теплоты на зерно вызывает преобразования физико-химических и
биохимических свойств, которые тесно связаны с технологическими особенностями зерна
гречихи, что способствует повышению прочности ядра и снижению его дробления в процессе
шелушения.
В настоящее время при переработке зерна гречихи используют «сухие» способы очистки
зерна (сепараторы, триеры, камнеотборочные машины, концентраторы и др.). Сепараторы не
обеспечивают эффективное выделение трудноотделимых примесей (дикой редьки, испорченных
ядер, овса и овсюга, ячменя, пшеницы, семян подсолнечника и сорных трав, пыли и
микроорганизмов и т.д.). Кроме всего, при этом до 5% наиболее ценного и крупного зерна
попадает в отходы.
В существующей технологии (согласно «Правил...») для пропаривания зерна используют
пропариватели А9-БПБ, а для сушки пропаренного зерна - паровые сушилки ВС-10-49 М.
Необходимые для охлаждения зерна после сушки охладительные колонки промышленностью не
выпускаются. К недостаткам вышеуказанного оборудования следует отнести неравномерность
пропаривания и сушки зерна, низкую надежность работы пробковых затворов пропаривателей, что
приводит к утечке пара в производственное помещение, в устройство над пропаривателем и в
надсушильный бункер. Как показывают теплотехнические расчеты до 53% теплоты из
пропаривателя А9-БПБ выбрасывается с отработавшей пароконденсатной смесью в атмосферу и
не используется на технологические цели, что загрязняет производственную среду, а образуемая
ударная шумовая волна отрицательно воздействует на жизнедеятельность человека.
Сушилки ВС-10-49 М с кондуктивным способом подвода теплоты к зерну являются одним
из наиболее «узких» мест в работе крупоцеха, что не позволяет не только повысить скорость
сушки, но и не обеспечивает равномерность влагосъема по объему зерновой массы, при этом из
сушилки выбрасывается в атмосферу отработавший теплый воздух с высоким энергопотенциалом.
Для охлаждения зерна используют охладительные колонки, конструкции которых на каждом
предприятии различны и малоэффективны, так как их изготавливают на каждом крупоцехе
самостоятельно. Сложность использования охладительных колонок заключается в необходимости
дополнительного подъема зерна для подачи его в них после сушки.
С целью устранения существующих недостатков нами разработана новая технология
переработки зерна гречихи в крупу, которая предусматривает гидросепарирование зерна на
моечной машине специальной конструкции и утилизацию отработавшей теплоты пропаривателя и
паровых сушилок на технологические цели. Новая технологическая схема включает операции:
гидросепарирование (увлажнение), отжим влаги из отходов, сушку отходов, подсушивание и
предварительный подогрев зерна, пропаривание при мягких режимах, сушку зерна
комбинированным кондуктивно-конвективным способом.
Для реализации новой технологии нами разработаны новые виды технологического
оборудования: пропариватель типа ПЗ-1, паровая вертикальная сушилка, в нижней секции которой
смонтирована специальной конструкции охладительная колонка, моечная машина КВД
(гидросепаратор).
Новая технологическая схема и новые виды технологического оборудования внедрены на
крупозаводе производительность 50 т/сут. зерна. Особенностью является использование
компьютера для управления работой крупоцеха, что позволяет производить набор необходимых
маршрутов, выбор режимов, пуск и установку технологического оборудования и транспортных
механизмов с системой блокировки их от завалов. Эксплуатация крупоцеха показывает более
высокий технический уровень работы технологического оборудования и технологии переработки
зерна гречихи, повышена эффективность работы технологического оборудования и существенно
улучшены показатели качества и выход готовой продукции сравнительно с существующей
технологией в промышленности.
Гидросепарирование на моечной машине показывает высокую эффективность выделения
сорной примеси, которую используют для доочистки зерновой массы на заключительной стадии
ее подготовки к переработке. В процессе гидросепарирования с эффективностью до 100%
выделяются семена подсолнечника, до 65% - испорченные ядра, до 96% - дикой редьки, до 97% органическая примесь и рудяк, 24 - 46% - овес, овсюг, пшеница, рожь и ячмень, практически
полностью выделяется пыль и до 95% происходит смыв микроорганизмов с поверхности зерна и
ряд других примесей. Расход воды при гидросепарировании в предлагаемой моечной машине
специальной конструкции на 1 т зерновой массы незначителен и составляет 0.22 - 0.30 м3
(сравнительно с известными конструкциями моечных машин, где расход воды на 1 тонну
составляет 1.1 - 1.3 м3). Использование специальной конструкции тонкослойного отстойника
позволяет производить очистку отработавшей воды и при необходимости ее рециркуляцию.
Наряду с эффективной очисткой зерновой массы от сорной примеси гидросепарирование
играет важную роль при насыщение зерна влагой, что в сочетании с последующими операциями
подсушивания и предварительного подогрева не только стабилизирует, но и интенсифицирует
процесс пропаривания, снижает на 21...28% расход пара за счет уменьшения жесткости
параметров пропаривания. К этому необходимо добавить, что введение новых
вышеперечисленных операций повышает возможности управления изменением цвета ядра,
создаются условия для достижения любого оттенка и цвета крупы, пользующейся спросом у
потребителя. Сочетание операций подсушивания, предварительного подогрева, пропаривания и
сушки с учетом воздействия на зерно рабочих органов центрифугальной колонки моечной
машины способствуют улучшению технологических свойств гречихи. Оценка коэффициентов
шелушения первой фракции показала, что при их величине 62...66% количество дробленого ядра
не превышает 1%, при коэффициентах шелушения второй фракции 68...71% количество
дробленого ядра составляет 1.4...1.8%.
Представленные показатели указывают на резерв повышения коэффициентов шелушения,
согласно требованиям «Правил...» по количеству дробленого ядра. На коэффициенты шелушения
гречихи оказывают влияние также новые конструкции разработанных новых вальцедековых
станков типа СГР-600 и СГР-400 , где соответственно длина рабочих валков составляет 600 и 400
мм. В крупоцехе на 1 и 2 фракциях установлены вальцедековые станки СГР-600, а на 3 и 4
фракциях СГР-400. Анализ перерабатываемого зерна показывает, что нулевая фракция составляет
10 - 29%, первая фракция 44 - 56%, вторая фракция - 18 - 28%, третья фракция - 8 - 11% и т.д.
Высокие коэффициенты шелушения и равномерная нагрузка вальцедековых станков позволяет
снизить затраты электроэнергии на 16 - 21% не только на их привод, но и на шелушение зерна с
уменьшением его заворотов на повторное шелушение. Несмотря на короткую схему калибровки
зерна, построение технологической схемы позволяет достигнуть производства высокого качества
ядрицы первого сорта, с содержанием необруша 0.08 - 0.21%. При том, что цех работает меньше
месяца и еще не притерты сита и оборудование, сорная примесь практически отсутствует, а
количество колотого ядра не более 1.0 - 1.6%, при нормированном общем выходе крупы. В
отличие от вырабатываемой промышленностью ядрицы по известной технологии, при
использовании новой - большое значение имеет отсутствие в ядрице пыли и мучели,
микроорганизмов, что соответствует санитарным нормам и позволяет употреблять крупу в пищу
без промывки и потери сухих веществ. Каша из такой крупы имеет более ярко выраженный
характерный для гречневой крупы вкус и запах, консистенция ее рассыпчатая.