МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология пищевых продуктов»

Дисциплина: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

Специальность: İİ 05.04.05 – «Организация и управление промышленности»

Преподаватель: доц., к.т.н. Эльданиз Энвер оглы Байрамов

Лекция № 8

Тема: Технологические основы производства муки

           План лекции

1. Ассортимент и нормы качества муки.
2. Подготовка зерна к помолу.
3. Технологические процессы подготовки зерна к помолу.
4. Особенности технологических процессов с использованием комплектного оборудования.
5. Технологические процессы размола зерна.
6. Помолы пшеницы и ржи.

         Литература.

1. Б.Е.Мельник, В.Б.Лебедев, Г.А.Винников  Технология приемки, хранения и переработки зерна.-М.: Агропромиздат, 1990.–367с., (279÷314 с.).
2. В.Л.Бутковский, Е.М.Мельников  Технология мукомольного, крупяного и комбикормового производства.-М.: Агропромиздат,1989.
3. Г.А.Егоров, Е.М.Мельников, Б.М.Максимчук Технология муки, крупы и комбикормов. - М.: 1984.
4. Г.А.Егоров Технология переработки зерна.- М.: Колос, 1989.
5. И.Т.Мерко  Технология мукомольного и крупяного производства.-М.:Агропромиздат,1985.

1. Ассортимент и нормы качества муки

        Мукомольные заводы производят готовую продукцию в со­ответствии с утвержденным ассортиментом. Из зерна пшеницы вырабатывают муку хлебопекарную – крупчатку, высшего, первого, второго сорта и обойную; муку макаронную – высшего (крупку) и первого (полукрупку) сорта; манную крупу. Из зер­на ржи получают муку для хлебопекарных изделий – сеяную, обдирную и обойную. Вырабатывают обойную муку из смеси зерна пшеницы и ржи. Кроме того, получают побочные продук­ты, которые используют на кормовые цели: отруби, состоящие из оболочек, алейронового слоя и зародыша, кормовую мучку и кормовые отходы.

        Мука представляет собой ценный продукт размола зерна, который идет для производства хлеба, макаронных и конди­терских изделий. В небольших количествах используют в тек­стильной и химической промышленности. Наиболее близка по химическому составу к зерну обойная мука. Вследствие удале­ния небольшого количества оболочек она отличается от сорто­вой муки более высоким содержанием клетчатки, витаминов, так как большая часть витаминов сосредоточена в зародыше, который практически полностью попадает в обойную муку.

        Мука высоких сортов (высшего и первого), содержит мини­мальное количество витаминов группы В и минеральных - веществ, которые вместе с алейроновым слоем и зародышем идут в отруби. Крахмала больше всего содержится в высшем сорте, так как его отбирают из центральной части эндосперма. Ржа­ная мука содержит на 10...15% меньше белков, крахмала, в два-три раза меньше витамина РР, но больше витамина В₂, чем в пшеничной муке. При извлечении муки из зерна свыше 70% в ней значительно возрастает содержание всех биологически ак­тивных веществ, но при этом одновременно увеличивается коли­чество клетчатки, не усваиваемой организмом человека.

        Нормы качества муки строго регламентированы стандарта­ми: по обязательным и общим признакам и показателям каче­ства. К обязательным признакам и показателям   относят максимальную зольность, крупность, минимальное содержание клейковины (для пшеничной муки) и цвет муки; к общим – за­пах, вкус, хруст, влажность, качество клейковины, содержание металломагнитных примесей. Например, допустимая зольность пшеничной хлебопекарной муки (не более): высший сорт 0,55%, первый 0,75, второй 1,25%; зольность обойной муки должна быть не менее чем на 0,07% ниже зольности зерна до очистки. Со-держание клейковины соответственно не менее 28, 30, 25, 20%. Влажность хлебопекарной муки не должна превышать 15%, содержание металломагнитных примесей не более 3 мг в 1 кг муки, нормирован также размер и масса отдельных частиц муки.

        Изменение нормируемых показателей качества допустимо только в сторону улучшения, отклонение по любому из установ­ленных стандартом показате-лей в худшую сторону свидетельст­вует о выработке нестандартной продукции. Такую продукцию необходимо довести до норм стандарта.

2. Подготовка зерна к помолу

Общие требования и формирование помольных партий зерна. Подготовка зерна на мукомольном, крупяном, комбикормовом заводах, в современной технологии играет особо важную роль. Считают, что общая эффективность производства более чем на 50% определяется организацией и ведением технологических операций подготовки сырья. Подготовку зерна к помолу осу­ществ-ляют в зерноочистительном отделении мукомольного за­вода, она включает: смешивание нескольких исходных партий зерна различного качества (формиро-вание помольных партий зерна), очистку зерновой массы от посторонних примесей, обра­ботку поверхности зерна, его гидротермическую обработку и кон­троль отходов, получаемых в результате очистки зерна.

В соответствии с требованиями необходимо достичь макси­мальной эффективности очистки зерновой массы от посторон­них примесей, для того чтобы зерно, поступающее на размол, отвечало установленным требованиям качества. Например, со­держание сорной примеси должно быть не более 0,4%, содержа­ние зерновой не более 4% и т. д.

Для обеспечения стабильности работы необходимо, чтобы производительность зерноочистительного отделения (расчетная) превышала на 10...20% производительность размольного отде­ления, а также иметь установленный запас неочищенного зер­на непосредственно в зерноочистительном отделении.

От эффективности формирования помольных партий зерна зависят в значительной степени стабильность технологического процесса, степень использования зерна, качество и выход муки. Составленная помольная партия зерна должна обеспечить не­прерывную работу завода в течение 10... 15 сут.

Необходимость создания помольных партий зерна обуслов­лена большим разнообразием поступающего на предприятие зерна по всем показателям качества, технологическим свойст­вам, которые зависят от района произрастания зерна, его типа, сорта и др. Раздельная переработка каждой партии зерна за­труднена вследствие необходимости изменения режимов работы технологического оборудования. Это в конечном итоге влияет на снижение выхода и качества муки. Следует отметить, что не из каждой партии зерна можно получить муку требуемого ка­чества и выхода. Таким образом, формирование помольной пар­тии зерна дает возможность обеспечить устойчивые технологи­ческие свойства зерна.

Для формирования эффективных партий зерна необходимо предусмотеть раздельное размещение исходного зерна, посту­пающего на предприятие, с учетом качества и свойств; найти массу формируемой партии зерна и исходных компонентов; оп­ределить порядок создания промежуточных зерновых партий и окончательного формирования всей помольной партии. Зерно размещают и хранят раздельно по типу, району произрастания, стекловидности, содержанию клейковины и другим показателям качества. Объем помольной партии и исходных компонентов устанавливают с учетом суточной производительности завода  и  необходимого  запаса,  на  основании  требуемого  качества зерна по стекловидности, содержанию клейковины или по другим по­казателям. Обычно число исходных компонентов ограничивают до четырех-пяти.

Для расчетов помольной партии зерна применяют различные методы. Использование ЭВМ позволяет одновременно учиты­вать не один или два показателя качества, как это делается при обычных методах расчета, а 5...8 и более различных показате­лей качества зерна, его мукомольные и хлебопекарные свой­ства.

Исходные компоненты зерна, включенные в состав помоль­ной партии, подготавливают раздельно с учетом их особеннос­тей. Возможно создание нес-кольких промежуточных смесей, ес­ли число исходных компонентов более трех-четырех. При этом в каждую из них включают зерно, близкое по качественным по­казателям и свойствам (например, высокостекловидное и низ­костекловидное). Окончательное смешивание осуществляют пос­ле гидротермической обработки зерна. Формирование промежу­точных и окончательных партий зерна ведут с применением до­зирующих устройств и смесителей, устанавливаемых под бунке­рами. Лучшую эффективность смешивания получают в том случае, если партии зерна с различными технологическими свойст­вами подготавливают в зерноочистительном отделении раз­дельно.

Основная задача подготовки зерна состоит в отделении из зерновой массы, поступившей для переработки, неполноценных зерен (щуплых, недоразвитых), удаление посторонних примесей, различных сорняков и металломагнитных примесей. Необходи­мость тщательной очистки зерна от посторонних примесей объ­ясняется тем, что неудаленные примеси в процессе дальнейшей обработки зерна могут попасть в готовую продукцию и снизить ее качество, а также отрицательно повлиять на выход про­дукции.

Разделение зерновой массы на зерно основной культуры и различные примеси называют сепарированием. В соответствии с этим любую машину, в которой смесь разделяется на состав­ляющие ее компоненты по одному или более признаку, назы­вают сепаратором. Основные признаки различия приме-сей от зерна основной культуры оказывают влияние на выбор способа сепарирования. К этим признакам относят: размеры частиц (длину, ширину, толщину, диаметр), плотность, трение о поверх­ность (коэффициент трения), упругость, аэродинамические свой­ства, магнитную восприимчивость.

Очистка зерновой массы от примесей, отличающихся шири­ной и толщи-ной. Для отделения посторонних примесей, отлича­ющихся от зерен основной культуры шириной и толщиной, на мукомольных заводах широко применяют воздушно-ситовые и ситовые сепараторы. Ситовой корпус этих машин может совер­шать возвратно-поступательное или круговое поступательное движение.

В зерновых сепараторах, применяемых на зерноперерабатывающих предприятиях, устанавливают сита с отверстиями тре­буемой формы и размеров (обычно круглой и прямоугольной формы). Размером сит с круглыми отверстиями служит диаметр отверстия, а сит с продолговатыми отверстиями – раз-мер двух сторон прямоугольника, например  1,8´20 мм.  Номер сита уста­навливают в зависимости от размера отверстия, который подби­рают исходя из формы и размеров очищаемого зерна и отде­ляемых примесей. В зерновых сепараторах, применяемых для разделения зерновой массы на фракции и очистки зерна, реко­мендуется устанавливать четыре ряда сит с размером отверстий (мм): приемное сито Ø 14...16, сортировочное – Ø 6...8, раз­грузочное – Ø  4...6, подсевное сито 1,7´20 мм (для пшеницы).

Кроме перечисленных сепараторов, применяют сепараторы шкафного типа, корпус которых совершает круговое поступа­тельное движение и имеет выдвижные ситовые рамы. Они пред­назначены для отделения примесей,   а так-же для разделения зерна на две фракции – крупную и мелкую. Такие сепараторы работают в комплексе со скальператорами, на которых отделя­ют самые крупные и грубые примеси, и воздушными сепарато­рами, где удаляются легкие примеси. Использование комплекса таких машин обеспечивает большую экономическую эффектив­ность подготовки зерна.

Технологическую эффективность работы сепараторов опре­деляют по количеству сорной примеси, содержащейся в зерне до и после машины. Из зерновой массы, прошедшей через все се­параторы, установленные в соответствии с технологической схе­мой подготовки зерна на мукомольном заводе, должны быть вы­делены крупные примеси полностью, не менее 90% мелких и не менее 80% легких примесей. На технологическую эффектив­ность работы сепаратора оказывает влияние количество и харак­тер примесей в зерновой массе, правильный подбор сит, равно­мерное распределение зерна по ширине сит, наклон сит и их очистка, нагрузка на машину и др.

Очистка зерновой массы от примесей, отличающихся длиной. В зерно-вой массе присутствуют примеси, которые имеют оди­наковые с зерном ширину и толщину, но отличаются от него длиной. К ним относят короткие зерна (куколь, полевой горо­шек, гречиху, битое зерно основной культуры и др.) и зерна с большей длиной, чем основное зерно (овес, овсюг, ячмень и др.). Очистка зерна на ситах от указанных примесей не дает высоко­го эффекта их отделения.

Для этого вида сепарирования (сепарирования по длине) применяют триеры. Короткие примеси выделяют в куколеотборочных, а длинные - в овсюгоотборочных машинах. На муко­мольных заводах в основном применяют дисковые триеры, име­ющие большую производительность при малых габари-тах, и как наиболее эффективные. Дисковые триеры выпускают однороторные. Для сокращения занимаемой производственной площа­ди их комбинируют в двух- или четырехроторные агрегаты, вы­деляющие длинные и короткие примеси. Триеры имеют допол­нительно контрольные диски.

Зерновая масса поступает в триер, заполняет внутреннее пространство между дисками и при их вращении зерно основ­ной культуры попадает в карманообразные ячеи (в овсюгоотборниках). При дальнейшем повороте диска зерно выпадает из ячей в лотки и выходит из машины. Длинные частицы переме­щаются по днищу вдоль триера и идут сходом. В куколеотборочных машинах в ячеи дисков попадают короткие примеси, а очищенное зерно основной куль-туры идет сходом.

Основные геометрические параметры ячеистых поверхностей триеров - это форма и размеры ячеек. Размеры ячеек (мм), определяемые их диаметром, принимают для куколеотборочных машин: основных 4...5, контрольных 3...4; для овсюгоотборочных машин: основных 8...10, контрольных 9...11. Сепарирование зерновой массы по длине - важная операция очистки зерна, включенная в технологический процесс подготовки зерна; по технологической схеме вначале устанавливают куколеотборочную, а затем овсюгоотборочную машину.

Показателем эффективности работы триеров служит степень выделения коротких и длинных примесей. Очистку считают эф­фективной, если из зерно-вой массы выделено не менее 70% при­месей. На эффективность сепарирования оказывают влияние следующие основные факторы: степень засоренности зерновой массы, удельная нагрузка на ячеистую поверхность триера, ско­рость движения дисков, форма и размер ячей и др. Например, при увеличении часто-ты вращения дисков возрастает произво­дительность машин, однако ухудшают-ся условия выпадения из ячей коротких фракций, что приводит к снижению эффектив­ности. Удельная нагрузка оказывает обратное влияние на эф­фектив-ность сепарирования.

Для повышения технологической эффективности работы триеров (осо-бенно если зерновая масса имеет повышенное со­держание куколя или овсюга) зерновую массу предварительно разделяют в сепараторах по крупности. Крупную фракцию на­правляют в овсюгоотборочную машину как наиболее засорен­ную овсюгом, а мелкую - в триер для отбора куколя.

Очистка зерна от примесей, отличающихся аэродинамически­ми свойствами. Для удаления из зерновой   массы легких при­месей, щуплых и недоразвитых зерен, пыли, оболочек и других используют машины с регулируемым потоком воздуха. К основ­ным машинам относят воздушные сепараторы: аспираторы, аспирационные колонки, пневмосепари-рующие машины и др.

Эффективность работы машин зависит главным образом от того, насколько различаются аэродинамические свойства отде­ляемых частиц и основной массы зерна. Аэродинамические свойства определяют способность частиц сопротивляться воз­душному потоку и зависят от формы, размера и массы частиц, состояния поверхности и др. Зерно очищают в вертикальном восходящем и реже в горизонтальном потоке воздуха.

В вертикальном восходящем воздушном потоке на каждое зерно и примесь действуют силы тяжести G, сила сопротивле­ния Р, равная подъемной силе воздушного потока. Легкие частицы, у которых P>G, уносятся воздушных потоком, а тя­желое зерно, у которого G>P, падает вниз. Если P=G, зерно находится во взвешенном состоянии (состояние витания). Ско­рость воздуха, соответствующую этому состоянию, называют скоростью витания. Различие скоростей  витания  компонентов  смеси  служит  показателем  возможности  их разделения. Чем больше разница между значениями скоростей витания компо­нентов, тем лучше может быть разделена сепарируемая смесь.

Эффективность очистки зерна воздушным потоком оценива­ют по количеству примесей, выделенных из зерна. Основными параметрами, обеспечивающими эффективность очистки зерна и четкость сепарирования, служат удельная зерновая нагрузка, скорость воздушного потока, степень засоренности смеси и др.

Очистка зерна от трудноотделимых примесей. В зерновой массе встречаются такие примеси, как галька, крупный песок, осколки стекла и др., кото-рые называют минеральными. Если эти примеси по геометрическим размерам не отличаются от зерен основной культуры, то их относят к трудноотделимым.

Для выделения минеральных примесей применяют камнеотделительные машины. В основу процесса очистки зерна от минеральных примесей в камнеотделительных машинах поло­жено различие плотности зерна и минеральных примесей, а так­же различие от коэффициентов трения. При обработке зерновой массы на рабочих органах происходит самосортирование: в ниж­ние слои перемещаются частицы с большей плотностью (мине­ральная примесь), а в верхние - с меньшей (зерно).

Камнеотделительные машины в зависимости от конструкции рабочего органа подразделяют на три группы: с коническими рабочими поверхностями; с сетчатыми плоскими поверхностями; с сетчатыми плоскими поверхностями и поддувом воздуха, кото­рый интенсифицирует процесс самосортирования, а следователь­но, разделение зерна и минеральных примесей. Машины первых двух групп имеют круговое поступательное движение рабочих органов, а третьей - возвратно-поступательное.

Эффективность работы машин определяют так же, как и эф­фективность работы зерноочистительных сепараторов, т. е. по содержанию минеральных примесей до и после очистки, она должна составлять не менее 96...99%.

Очистка зерна от металломагнитных примесей. В зерновой массе, как и в другом сырье, поступающем на зерноперерабатывающие предприятия, а также в готовой продукции могут быть металломагнитные примеси, весьма разнообразные по разме­рам, форме и происхождению: случайно попавшие мелкие ме­таллические предметы, частицы износа рабочих органов ма­шин и др.

Необходимость их выделения диктуется требованиями стан­дарта на их содержание в готовой продукции, так как они спо­собны вызвать тяжелые травматические повреждения пищева­рительных органов человека, животных, птицы. Крупные приме­си, попадая в машины, могут разрушить их рабочие органы или образовать искры с последующим взрывом и пожаром. Поэто­му в технологических процессах мукомольных заводов очистка сырья, промежуточных и конечных продуктов от металломагнитных примесей считается обязательной операцией.

 Для выделения металломагнитных примесей применяют маг­нитные колонки и электромагнитные сепараторы,  в  которых  в качестве разделяющего признака используют магнитные свойст­ва компонентов. В магнитных колонках силовое магнитное поле создают постоянные магниты, в электромагнитных сепарато­рах - электромагниты.

Установка магнитной защиты на зерноперерабатывающих предприятиях регламентирована нормами в соответствии с Пра­вилами организации и ведения технологического процесса. На­пример, на мукомольных заводах ее устанавливают перед все­ми машинами с вращающимися рабочими органами: обоечными, щеточными машинами, вальцовыми станками, а также на конт­роле готовой продукции.

Эффективность магнитной сепарации оценивают по степени выделения металломагнитной примеси. На эффективность влия­ют равномерность распре-деления продукта по магнитному полю аппарата, скорость движения и толщина слоя продукта (толщи­на слоя для мучнистых продуктов не должна превышать 7 и 10 мм для зерна), способ очистки магнитов.

Обработка поверхности зерна. Зерно, очищенное от примесей, нужда-ется в дополнительной обработке, так как содержит на своей поверхности большое количество пыли, а также комочки грязи, значительное количество микроорганизмов. Для обра­ботки верхних покровов зерна применяют обоечные и щеточ­ные машины, использование этих машин для сухой обработки зерна позволяет частично удалить бородку, зародыш, верхние оболочки зерна. На мукомольных заводах применяют три типа обоечных машин: с абразивным цилиндром (наждачные), со стальным (мягкие) и с цилиндром из стальной граненой сетки.

Машины с абразивным цилиндром применяют, как правило, при предварительной подготовке зерна для интенсивного воз­действия на зерно; машины со стальным (сетчатым) цилинд­ром – на последующих этапах подготовки для менее интенсив­ного воздействия на зерно, что приводит к снижению количест­ва битого зерна.

Щеточные машины применяют в схемах технологического процесса мукомольных заводов сортового помола для очистки поверхности и особенно бороздки зерна от пыли, а также сня­тия с зерна надорванных оболочек. Обычно эти машины уста­навливают после обоечных машин. По расположению основно­го рабочего органа различают машины с вертикальной и гори­зонтальной осями вращения (наиболее часто применяемые) ще­точного барабана. Попадая в зазор между вращающимся щеточным барабаном и неподвижной щеточной декой, зерно под­вергается интенсивному воздействию щеток и очищается.

Технологическую эффективность очистки поверхности зерна обоечных и щеточных машинах оценивают снижением зольно­сти зерна и увеличением количества битых зерен. Установлены следующие нормы показателей эффек-тивности: снижение золь­ности зерна за один проход (не менее) 0,03...0,05% – для обо­ечных машин с абразивным цилиндром, 0,01...0,03% – для ма­шин со стальным цилиндром и щеточных машин; увеличение би­тых зерен (не более) соответственно 1...2 и 1%.

На технологическую эффективность оказывают влияние сле­дующие факторы: технологические свойства зерна (стекловидность, влажность, проч-ность и др.), параметры основных рабо­чих органов машины (окружная ско-рость барабана, характе­ристика рабочей поверхности, зазор и т. д.), удельная зерновая нагрузка на машину, выражаемая в кг/м²∙ч.

Мойка и увлажнение зерна. Эти операции входят в число ос­новных процессов подготовки зерна к помолу, качественно улуч­шающих степень его продовольственного использования. Для этого на мукомольных заводах применяют увлажнительные и моечные машины.

 Увлажнительные машины выпускают двух типов: водоструй­ные для добавления воды в капельном состоянии и водораспыливающие для добавления воды в распыленном состоянии. При­менение водоструйных машин позволяет точнее дозировать не­обходимое количество воды, однако для равномерного смачива­ния поверхности зерна требуются устройства, позволяющие до­полнительно перемешивать увлажненную зерновую массу (на­пример, шнеки). Более равномерное увлажнение поверхности зерна происходит в машинах водораспыливающего действия.

При мойке очищается поверхность зерна, выделяются тяже­лые и легкие примеси, щуплые зерна, удаляются микроорганиз­мы. В моечную машину направляют зерно, прошедшее предва­рительную очистку в сепараторах, обоечных и камнеотделительных машинах и триерах.

Эффективность процесса мойки зерна определяется сниже­нием зольности не менее чем на 0,03%, очисткой от спор голов­ни, плесени и др., увлажнением зерна на 2...3%. Показателем эффективности служит также снижение содержа-ния минераль­ных и органических загрязнений на поверхности зерна. Для по­лучения максимальной технологической эффективности исполь­зуют подогретую воду.

Для борьбы с потерями зерна и ценных отходов сточную во­ду после машины контролируют. Вода после очистки (фильт­рации, обеззараживания) может быть вновь направлена на мой­ку, что особенно важно для мукомольных заводов, расположенных в безводных районах страны, так как расход воды в ком­бинированных моечных машинах составляет в среднем 1,5... 2,0 л на 1 кг зерна. Выделенные в процессе очистки примеси подвергают сушке и затем используют в качестве кормовых компонентов.

Стремление уменьшить расход воды привело к созданию ма­шин для мокрого шелушения зерна, которые представляют со­бой модифицированную отжимную колонку обычной моечной машины. В таких машинах при одинаковой примерно эффек­тивности очистки зерна удельный расход воды составляет в 5... 10 раз меньше, чем в моечной машине.

Тепловая обработка зерна. Приобретает все большее значе­ние. Для этого выпускают большое количество машин и аппа­ратов. Основные из них – кондиционеры, подогреватели, пропариватели.

Подогреватели и кондиционеры предназначены для обработ­ки зерна на мукомольных заводах.  В зависимости от теплоноси­теля кондиционеры подразделяют на воздушные, водяные, воз­душно-водяные и скоростные, в которых в качестве теплоноси­теля используется пар, В них зерно подвергается нагреванию до температуры 45...55°С и увлажняется паром на 2%. Подогре­ватели предназначены для подогрева зерна пшеницы и ржи, имеющих низкую температуру (до –5°С).

Гидротермическая обработка зерна. Рассмотренные процес­сы мойки, увлажнения и тепловой обработки зерна являются составными элементами водно-тепловой (гидротермической) обработки зерна. Гидротермическая обработка (ГТО) на зерноперерабатывающих предприятиях служит основой подго­товки зерна и направлена на изменение его технологических свойств для создания оптимальных условий его переработки в готовый продукт. При такой обработке изменяются также био­химические свойства зерна.

На мукомольном заводе ГТО направлена на повышение прочности оболочек и снижение прочности эндосперма. В ре­зультате такого технологического приема ослабевают связи между оболочками и эндоспермом, что облегчает отделение оболочек от зерна при незначительных потерях эндосперма и способствует увеличению выхода муки лучшего качества. На­пример, при правильно выбранных режимах ГТО пшеницы сни­жается средневзвешенная зольность муки высоких сортов, вы­ход муки увеличивается на 1...2% и больше.

        На мукомольных заводах нашей страны применяют в основ­ном два метода ГТО – холодное и скоростное кондиционирова­ния, из которых наибольшее распространение получило холод­ное кондиционирование. В этом случае зерно увлажняется во­дой и выдерживается (отволаживается) в бункерах в течение определенного времени для изменения струк­турно-механических и биохимических свойств зерна. При этом способе зерно проходит мой­ку, дополнительно увлажняется и направляет­ся в бункера на отволаживание (рис.8.1). При высокой стекловидности пшеницы рекомендо­вано двукратное увлажнение и отволаживание. 

Рис. 8.1. Схема холодного кондиционирования зерна: 1 – первичная очистка зерна; 2 – обработка зерна в моечной машине;  3 – увлажнительный аппарат; 4 – основное отволаживание в бункерах; 5, 6 – дозирование и смешивание зерна; 7 – окончательная очистка зерна;  8 – дополнительное увлажнение оболочек зерна;  9 – кратковременное отволаживание перед по­дачей зерна на размол

 Режимы кондиционирования устанавлива­ют в зависимости от типа, стекловидности (одного из главных  показателей   выбора  ГТО),  влажности  исходного зерна и др. На­пример, при подготовке к сортовому помолу продолжительность основного отволаживания зерна пшеницы рекомендуется от 4 до 23 ч, верхние значения для зерна стекловидностью свыше 60%, нижние – стекловидностью до 40%. Особенность холодного кондициониро­вания зерна ржи заключается в снижении ве­личины увлажнения и времени отволаживания, что связано прежде всего с повышенной вязкостью эндосперма у ржи и трудностью отделения оболочек.

   При обойных помолах пшеницы и ржи применяют только холодный способ кондиционирования зерна. Гидротермическая обработка позволяет направленно изменять исходные свойства зерна (физико-химические, структурно-механические, биохими­ческие и др.). Благодаря воздействию влаги, температуры, а также отволаживанию снижается, например, стекловидность зерна пшеницы, повышается степень разрыхления эндосперма, под влиянием развивающихся биохимических процессов проис­ходит перераспределение химических веществ по анатомиче­ским частям зерна.

 Общее для рассмотренных способов ГТО зерна пшеницы и ржи при сортовых помолах – обязательное увлажнение зерна и короткое его отволаживание (в течение 20...40 мин) перед по­дачей на размол. Это позволяет увлажнить только поверхност­ные слои зерна и облегчить отделение оболочек от зерна.

На эффективность гидротермической обработки влияют сле­дующие основные факторы: величина увлажнения, температу­ра, время отволаживания, условия и уровень применения которых составляют режим ГТО. Фактор увлажнения активизирует все сложные физико-биологические изменения в зерне, в ре­зультате которых улучшаются его технологические свойства. Температурный фактор способствует ускорению протекания про­цессов, изменению качества клейковины. Время отволаживания связано со скоростью перемещения влаги в зерне и протекания в нем различных процессов. Эффективность в значительной ме­ре зависит от технологических свойств зерна, так как его инди­видуальные особенности оказывают важное влияние на выбор оптимальных режимов гидротермической обработки.

3. Технологические процессы подготовки зерна к помолу

Высокой технологической эффективности подготовки зерна в зерноочистительном отделении мукомольного завода достига­ют при соблюдении уста-овленной последовательности опера­ций, предусмотренных технологической схемой, правильной ор­ганизацией подготовки и хорошей работой каждой машины в отдельности.

В зерноочистительном отделении желательно выделить всю сорную примесь, находящуюся в зерновой массе. Однако, как было отмечено раньше, это практически неосуществимо. Учи­тывая это, Правилами организации и ведения технологического процесса предусмотрены предельные нормы содержания  сорной  примеси  в  зерне,  направляемом  после  очистки  в  размольное от­деление. Например, в зерноочистительное отделение должно поступать зерно с содержанием сорной примеси не более 2%, а после очистки ее количество в зерне, направляемом в раз­мольное отделение, должно быть не более 0,4%.

Разработаны общие принципиальные положения и приемы, рекомендуемые при построении схем технологических процес­сов подготовки зерна в зерноочистительном отделении. Можно выделить три отдельных этапа с самос-тоятельными задачами. На первом проводят предварительную очистку зерна от приме­сей (удаляют около 65...85% всех примесей) и обработку по­верхности зерна в обоечных машинах; на втором осуществляют гидротермическую обра-ботку зерна и на третьем этапе - пов­торную обработку поверхности зерна в обоечных и щеточных машинах и окончательную очистку зерновой массы. На по­следнем этапе завершают также кондиционирование зерна с окончательным увлажнением его оболочек и отволаживанием.

Формирование помольной партии проводят после бункеров для неочищенного зерна (промежуточная смесь) в начале тех­нологического процесса его подготовки и после основного кон­диционирования (окончательная смесь), смешивая промежуточные партии зерна после бункеров основного отволаживания. Предусматривают взвешивание зерна в автоматических весах до и после подготовки зерна для учета зерновой массы, посту­пающей на завод, и контроля за ритмичной работой зерноочис­тительного и размольного отделений муко-мольного завода.

Технологический процесс подготовки зерна к помолу может быть организован одним или несколькими потоками в зависи­мости от вида помола и производительности завода. Для прос­тых (обойных) помолов пшеницы и ржи, сложных помолов ржи, а также сложных помолов пшеницы на заводах производитель­ностью до 200...250 т/сут организуют подготовку зерна одним потоком.

При двухпоточной подготовке зерна к помолу (рис.8.2) его направляют в бункера для неочищенного зерна, вместимость которых должна обеспечить 30-часовую работу размольного отделения. Под бункерами установлены дозаторы и шнеки, ко­торые используют для составления промежуточной смеси зерна. Предусмотрен подогрев зерна в зимнее время до направления его на очистку.

На первом этапе установлено технологическое оборудова­ние для выделения всех видов примесей. В воздушно-ситовом сепараторе выделяют грубые, крупные, мелкие, легкие, а в маг­нитном сепараторе - металломагнитные примеси. Очищенное в сепараторе зерно подают в камнеотделительную машину для удаления трудноотделимой минеральной примеси, а после нее - на группу триеров: вначале в куколеотборочную машину для выделения коротких при-месей, а затем в овсюгоотборочную ма­шину для удаления длинных примесей. Первичный этап подго­товки зерна завершается очисткой его поверхности в обоечной машине после предварительного пропуска через магнитные се­пара-торы. Применение обоечных машин на данном этапе реко­мендовано только при механическом транспортировании зерна. После обоечных машин легкие примеси и пыль с поверхности зерна удаляют в воздушных сепараторах (аспираторах).

На втором этапе подготовки принята обработка зерна с при­менением холодного кондиционирования с использованием мо­ечной и увлажняющей машины и бункеров для основного отво­лаживания зерна. При высокой стек-ловидности зерна пшеницы рекомендуется применять двукратное увлажнение и отволаживание зерна. Загружают и разгружают бункера для отволажи­вания непрерывно, продолжительность нахождения зерна в них регулируют ско-ростью его движения.

Рис. 8.2. Примерная схема технологического процесса двухпоточной подготовки зерна пшеницы при сортовых по­молах:

1 – бункера для неочищенного зерна; 2 – дозатор; 3 – шнек; 4 – подогреватель; 5 – нория; 6 –  автоматические весы; 7 – воздуш­но-ситовой сепаратор; 8 – магнитная защита; 9 – камнеотделительная машина; 10 – триер; 11 – обоечная машина; 12 – аспиратор; 13 – моечная машина; 14 – увлажнительный аппарат; 15, 16 – бункера для отволаживания высокостекловидной и низкостекловидной пшеницы; 17 – обоечная машина; 18 –  пневмоаспиратор; 19, 20 – воздушно-ситовые сепараторы вторичной очистки зерна; 21 – магнит­ная колонка;    22 – щеточная машина; 23 – аппарат для увлажнения оболочек; 24 – бункер для кратковременного отволаживания зерна.

После кондиционирования зерновая масса поступает на окон­чательную (завершающую) очистку. На третьем этапе проводят эффективную очистку поверхности зерна в обоечных машинах и вторичную очистку зерновой массы в сепараторах.   Завершают   очистку  поверхности  зерна  в  щеточных  машинах, удаление пы­ли с поверхности зерна в аспираторах, очистку от металломагнитных примесей, окончательное увлажнение поверхности зер­на на 0,3...0,5% и его отволаживание в течение 15...30 мин. Очи­щенную и подготовленную зерно-вую массу после взвешивания подают в размольное отделение. Окончательно помольную пар­тию формируют после завершения основного этапа кондицио-ни­рования с использованием дозаторов и смесителей после бунке­ров основного отволаживания зерна.

При подготовке зерна к макаронным помолам более тща­тельно очищают зерно пшеницы от семян сорных растений и других примесей трехкратным сепарированием в воздушно-си­товых сепараторах. Применяют только метод холодного конди­ционирования, чтобы не изменить качество клейковины.

Для простых (обойных) помолов пшеницы и ржи и слож­ных помолов ржи рассмотренная технологическая схема подго­товки зерна упрощается. Используют также холодное конди­ционирование с обработкой зерна в увлажнительных машинах и отволаживанием в бункерах без применения мойки. При обой­ных помолах зерно перед подачей в размольное отделение не увлажняют. Остальные технологические приемы подготовки зерна остаются такими же, как и для сложных сортовых помо­лов пшеницы.

При очистке зерна от посторонних примесей некоторая пол­ноценная его часть может попасть в отходы. Для извлечения доброкачественного зерна, из которого получают муку, отходы контролируют. Переработка такого зерна увеличивает выход муки. По существующей классификации отходы в зависимости от содержания в них доброкачественного зерна подразделяют на три категории: первую, вторую и третью. Отходы первой и второй категории используют в качестве компонентов для про­изводства комбикормов, отходы третьей категории (некормо­вые) с содержанием до 2% годного зерна не могут быть реали­зованы.

Для контроля отходов применяют специальное оборудова­ние: бураты (машины с вращающимися ситами), аспирационные колонки, контрольные камнеотделительные машины, триеры и др. Отходы контролируют по видам и этапам очистки и взве­шивают.

4. Особенности технологических процессов с использованием комплектного оборудования

Оснащение мукомольных заводов комплектным высокопро­изводительным оборудованием позволяет значительно повысить его технико-экономические показатели  в целом,  так как при этом можно получить около 75% муки высшего сорта в резуль­тате более эффективной подготовки и переработки зерна в му­ку. Процесс подготовки зерна с применением нового оборудо­вания имеет ряд существенных особенностей. Технологическая схема предусматривает предварительную очистку зерна и выде­ление мелкой фракции в элеваторе до его подачи на мукомоль­ный завод. При этом содержание сорной примеси в зерновой массе снижается на 45...65%.

Окончательно подготавливают зерно в зерноочистительном отделении четырьмя параллельными потоками, что позволяет вести технологический процесс в оптимальном режиме в соот­ветствии с заданными технологическими свойствами отдельных партий зерна. Интенсивную очистку поверхности зерна с час­тичным отделением верхних оболочек и увлажнением осуществ­ляют в машинах мокрого шелушения, вместо машин мокрого шелушения применяют аппараты интенсивного увлажнения. В процессе холодного кондициионирования предусмотрена воз­можность трехкратного увлажнения и отволаживания зерна.

Для уничтожения вредителей хлебных запасов механиче­ским путем и разрушения изъеденных и поврежденных зерен со скрытой зараженностью устанавливают энтолейторы, в которых зерно подвергается ударному воздействию вращающегося ро­тора.

Применение нового комплектного оборудования обеспечива­ет стабильность и высокую технико-экономическую эффектив­ность всего технологического процесса, управление всем обору­дованием с пультов, сочетаемое с удобством его обслужива­ния, эстетическим видом машин и высокой надежностью их работы.

5. Технологические процессы размола зерна

Технологический процесс размола подготовленного зерна осуществляют в размольном отделении мукомольного завода. Весь сложный процесс размола зерна направлен на то, чтобы как можно лучше отделить эндосперм от оболочек, зародыша и алейронового слоя при производстве сортовой муки. Потенци­альные технологические ресурсы, например, зерна пшеницы значительны. В зерне содержится 77...85% крахмалистого эндо­сперма с зольностью 0,36...0,60%, при полном выделении кото­рого в чистом виде можно выработать около 80% муки высшего сорта.

Измельчение зерна и промежуточных продуктов его перера­ботки. Это − решающая операция технологического процесса производства муки. Под из-мельчением следует понимать разделение твердых тел, в данном случае зерна, на части под воз­действием внешних сил.

Различают два вида измельчения: простое и избирательное. При простом измельчении твердые тела разрушают на части до определенной крупности для получения однородной смеси. При избирательном измельчении разрушают твердые тела, не­однородные по своему составу, для выделения затем опреде­ленных составных частей. Для этого измельчение повторяют многократно, последовательно, выделяя просеиванием на ситах группы измельченных продуктов различной крупности и каче­ства.

Простое измельчение применяют при производстве обойной муки, когда практически все зерно равномерно измельчают до частиц заданной крупности. Избирательное измельчение ис­пользуют при сортовых помолах  для  выделения из зерна макси­мального количества эндосперма в наиболее чистом виде и пе­реработки его затем в муку.

На мукомольных заводах измельчение - основная и наибо­лее энергоем-кая операция в технологическом процессе, от пра­вильного построения которой зависят выход и качество муки, производительность предприятия, расход электроэнергии на еди­ницу вырабатываемой продукции, себестоимость продукции. Для измельчения зерна и промежуточных продуктов предназна­чены вальцовые станки и машины ударно-истирающего дейст­вия, получившие наибольшее распространение на мукомоль­ных заводах.

Эффективность измельчения оценивают совокупностью ко­личественных, качественных и энергетических показателей. К количественным показателям относят следующие: общее из­влечение, представляющее количество измельченного продукта, прошедшего через отверстия сита установленного размера, и частное измельчение, характеризующее часть общего извлече­ния и определяемое количеством продукта, полученного прохо­дом и сходом с сит определенного номера. Важен показатель И (%), учитывающий содержание проходовых частиц в про­дукте до и после измельчения

где И_к − количество извлеченной проходовой фракции продукта, полученной после машины (проход через сито определенного номера),%; И_н − коли­чество проходовой фракции, содержащейся в продукте до его измельчения, %.

Качественные показатели измельчения оценивают зольно­стью различных продуктов измельчения, содержанием крахма­ла в оболочечных продуктах, содержанием клетчатки в продуктах измельчения зерна. Энергосиловые показатели измельчения определяют по удельному расходу электроэнергии на единицу вырабатываемой продукции. Этот показатель удобен для отно­сительной оценки процесса измельчения.

Зерно или промежуточные продукты его переработки из­мельчают в вальцовом станке в клиновидном пространстве, об­разованном поверхностями двух цилиндрических параллельно расположенных вальцов, вращающихся навстречу друг другу с различными скоростями. Разрушение происходит при деформа­ции сжатия и сдвига. В каждой самостоятельной секции валь­цового станка расположено по одной паре измельчающих валь­цов длиной 1000; 800 или 600 мм и диаметром 250 мм.

На измельчение в вальцовом станке оказывают влияние мно­гие взаимосвязанные факторы, важнейшие из которых: техно­логические свойства зерна, геометрические и кинематические параметры вальцов, удельная нагрузка на вальцы.

Рассмотрим некоторые основные факторы. Среди показате­лей технологических свойств наибольшее влияние оказывают прочность, твердость, стекло-видность и влажность  зерновых  продуктов.  Установлено,  что  с  повышением влажности возрас­тает качество продуктов измельчения (их зольность снижает­ся) вследствие меньшей дробимости оболочек, однако при из­мельчении увлажненного зерна требуется затратить больше электроэнергии, чем при измельчении сухого зерна.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ