Способы поверхностной обработки зерна

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………..3

Схемы подготовки зерна к переработке……………………………....5

Обработка поверхности зерна………………………………………….8

Шелушение зерна……………………………………………………….8

Линия шелушения зерна (зерна, овса)………………………………..10

Сортирование продуктов шелушения…………………………….......11

Крупоотделение…………………………………………………….......12

Шлифование зерна……………………………………………………..12

Полирование зерна……………………………………………………..13

Машина для полирования крупы……………………………….……...14

Контроль крупы, побочных продуктов  и отходов…………….……...15

Заключение………………………………………………….…………...17

Список использованной литературы…………………………………..18 
ВВЕДЕНИЕ

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, что связано с увеличением производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов. 
Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства.  
Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна, и, прежде всего на расширение производства твердых и сильных пшениц, а также важнейших крупяных и фуражных культур. 
Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, совершенствовать структуру посевных площадей. Большое значение придается также эффективному использованию удобрений, расширению посевов на мелиорированных землях и в зонах достаточного увлажнения. 
Возделываемые зерновые культуры относят к трем ботаническим семействам - злаковых, гречишных и бобовых. 
 Семейство злаковых (Graminial) : пшеница, рожь, овес, кукуруза, рис, просо, сорго- класс однодольных растений.  
Различают две формы злаковых - яровые и озимые. Яровые растения высевают весной, за летние месяцы они проходят полный цикл развития и осенью дают урожай. Озимые растения сеют осенью, до наступления зимы они прорастают, а весной продолжают свой жизненный цикл и созревают несколько раньше, чем яровые. Озимую и яровую формы имеют пшеница, рожь, ячмень и тритикале. Все остальные злаки бывают только яровыми. Озимые сорта, как правило, дают более высокий урожай, однако их можно выращивать в районах с высоким снежным покровом и достаточно мягкими зимами.  

Семейство гречишных (класс двудольных растений) в зерновом хозяйстве представлено единственной культурой - гречихой (Fagorpyrum Mill). 
Бобовые культуры: семейство мотыльковых (Leguminosae), класс двудольных растений. В нашей стране пищевое использование имеют однолетние травянистые растения - горох, фасоль, соя, чечевица, чина, нут, бобы, вигна.  
Все вышеперечисленные культуры имеют разный химический состав, энергетическую ценность и пригодны для переработки в различные виды продукции.

 

СХЕМЫ ПОДГОТОВКИ ЗЕРНА К ПЕРЕРАБОТКЕ

Прежде чем перейти  непосредственно к способам поверхностной  обработки зерна, нужно ознакомиться с различными схемами подготовки зерна к переработке.

Перед подачей зерна  в переработку в элеваторах и  складах формируют крупные партии из компонентов, близких по технологическим  свойствам. Нельзя смешивать компоненты, в которых зерно отличается крупностью, содержанием различных примесей, особенно трудно отделимых, влажностью и т.д. Не следует объединять зерна, подвергавшиеся и не подвергавшиеся сушке, особенно проса, кукурузы, риса. Объединение в одной партии разнокачественного зерна снизит эффективность его очистки от примесей и последующей переработки.

Схема подготовки зерна  к переработке может включать такие операции, как очистка зерна  от примесей и гидротермическая обработка. При подготовке ячменя и пшеницы  может быть предусмотрено и предварительное  шелушение зерна. Определяют эффективность  шелушения у ячменя по количеству зерен со снятыми цветковыми пленками, у пшеницы — по снижению зольности.

Схема подготовки, которая  являлась бы универсальной для всех крупяных культур, не может быть разработана, так как зерно разных культур  отличается размерами, формой, наличием разных примесей и т. д. В то же время принципиальная схема подготовки зерна крупяных культур определяет наиболее целесообразную последовательность технологических операций. Для длительной устойчивой работы технологического оборудования на крупяном заводе предусмотрены бункера для неочищенного зерна вместимостью, позволяющей обеспечить работу предприятия в течение 24...36 ч. Количество зерна, направляемого в переработку, учитывают в автоматических весах.

Для очистки зерна  от примесей применяют две-три системы сепарирования в воздушно-ситовых сепараторах, просеивающие машины для дополнительного выделения мелких примесей и мелкого зерна, а также в ряде случаев для разделения зерна на фракции. Минеральные примеси выделяют в камнеотделительных машинах. В зависимости от вида перерабатываемого зерна на следующем этапе устанавливают куколеотборочные или овсюгоотборочные машины. Для выделения легких примесей, особенно из зерна пленчатых культур, применяют аспираторы.

Если схема подготовки зерна  включает его гидротермическую обработку, осуществляемую по первому способу, т. е. включающую пропаривание, сушку и охлаждение, то ее, как правило, используют на заключительном этапе подготовки, непосредственно перед шелушением зерна.

В зерне, подвергшемся гидротермической обработке, имеется существенное различие во влажности оболочек и ядра. Значительный разрыв во времени между завершением обработки и шелушением зерна приведет к пере распределению влаги в зерне, в результате которого по высится влажность оболочек и снизится влажность ядра, т. е. оболочки станут более пластичными, а ядро — более хрупким. Это ухудшит технологические свойства зерна.

Если гидротермическую обработку  проводят повторному способу, включающему  увлажнение и отволаживание зерна, то после ее завершения зерно может подвергаться дополнительной очистке, предварительному шелушению и т. д.

В результате очистки зерна от примесей их содержание не должно превышать следующих показателей (табл. XI-3).

Содержание сорной примеси в  просе дано без учета испорченных зерен; влажность овса, направляемого на шелушение в поставах, до 10 %; на шелушение в обоечных машинах до 14 %; влажность кукурузы при выработке пятиномерной крупы до 16 %; при выработке крупы для хлопьев и палочек до 22 %.

Рис. 1 качество зерна, направляемого в переработку после очистки

 
ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕРНА

Обработка поверхности  зерна осуществляется в шелушильном  или рушальном отделении и  включает в себя комплекс процессов по удалению с поверхности зерна наружных и внутренних оболочек аллейроновго слоя и зародыша и включает в себя 3 стадии:

1) ШЕЛУШЕНИЕ ЗЕРНА

Шелушение – это операция по полному или частичному удалению наружных оболочек от зерна.

Шелушение зерна влияет на его структурно-механические, физико-химические и технологические свойства. Удаление верхних слоев плодовой оболочки снижает прочность зерна, что определяет уменьшение расхода электроэнергии на его измельчение. Шелушеное зерно быстрее поглощает воду, процесс разрыхления эндосперма при ГТО развивается интенсивнее. 
В производственных условиях эффективность очистки поверхности зерна оценивают величиной снижения его зольности. При этом учитывают дополнительно прирост количества битого зерна. Для мокрого способа определяют также приращение влажности зерна. Принимают, что при обработке зерна в обоечных машинах с абразивным цилиндром зольность его должна уменьшиться на 0,03...0,05%, в обоечных машинах со стальным цилиндром на 0,01...0,03%, в моечных машинах или в машинах для мокрого шелушения на 0,03...0,05%, при шелушении в машинах А1-ЗШН-3 на 0,08...0,12%. 
Увеличение содержания битых зерен не должно превышать 2% при обработке зерна в обоечных машинах с абразивным цилиндром и 1% со стальным цилиндром, а при мойке — до 2%. Зольность аспирационных относов от обоечных машин и А1-ЗШН-3 должна быть не ниже 4%. 
При мойке и мокром шелушении микробиологическая обсемененность зерна снижается в 4...5 раз, при шелушении в машинах А1-ЗШН-3 — еще выше.

Существует ряд способов шелушения, которые зависят от строения зерна, прочности связей оболочек и ядра, прочности ядра, а также ассортимента вырабатываемой продукции, т. е. получают ли крупу из целого ядра или дробленого. При шелушении стремятся получить как можно больше шелушеных зерен при малой дробимости ядра.

Существуют три способа  воздействия рабочих органов  на зерно, в результате которого происходит разрушение и удаление оболочек.

Первый способ воздействия  заключается в сжатии зерна и  сдвиге расколотых оболочек.

Второй способ шелушения  заключается в отделении пленок посредством однократного или многократных уда ров зерновок о твердую  поверхность.

 Третий способ шелушения — постепенное истирание (соскабливание) оболочек в результате трения зерна о движущиеся шероховатые поверхности.

Рис. 2 Способы шелушения  зерна

 

ЛИНИЯ ШЕЛУШЕНИЯ ЗЕРНА (зерна, овса)

Процесс шелушения состоит  из трех операций: удаления посторонних примесей из зерна, собственно шелушение и разделение продуктов шелушения. Образующиеся в результате шелушения мучка и крупка не смешиваются с лузгой, а отсеиваются в самостоятельный продукт, исключая тем самым их транспортирование в отходы вместе с лузгой.

Технологические показатели обеспечиваются за один проход зерна  через линию. Выход пенсака достигает 80 % из ячменя и 60 % из овса. Суммарное содержание не полностью ошелушенных зерен и лузги в пенсаке составляет 5-10 % по ячменю и 8-15 % по овсу.

Линия имеет устройство для регулировки качества шелушения  зерна и разделения продуктов  шелушения.

Рис.3 Линия шелушения  зерна

 

СОРТИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ШЕЛУШЕНИЯ

В результате шелушения  зерна получают смесь раз личных продуктов, которые условно можно разделить на пять фракций.

Основная фракция —  это шелушеное зерно, или ядро. Некоторые зерна остаются, как  правило, нешелушеными и образуют вторую фракцию. При шелушении отделяются наружные пленки, которые являются третьей фракцией—лузгой. При шелушении часть ядра дробится, дробленое ядро — это четвертая фракция. Часть ядра и пленок дробится до более мелких частиц, которые представляют собой мучку — пятую фракцию (рис. ХН-9).

Рис. 3 Схема сортирования продуктов шелушения: Шелушельная машина; 2- просеивающая машина; 3- аспиратор; 4- крупоотделительная машина

 

 
КРУПООТДЕЛЕНИЕ

Крупоотделением называется операция разделения смеси шелушеных  и нешелушеных зерен. Ее применяют  в технологических схемах не для  всех крупяных культур, а только для  тех, у зерна которых пленки не плотно соединены с ядром. При шелушении такого зерна получают фракции шелушеных и нешелушеных зерен.

Как правило, шелушеное  зерно (ядро), за исключением гречневого ядра, не является готовой крупой. Ядро становится крупой после его шлифования и полирования, т. е. удаления оставшихся плодовых, семенных оболочек, частично алейронового слоя и зародыша.

2) ШЛИФОВАНИЕ ЗЕРНА – операция по удалению с ядра внутренних оболочек, алейронового слоя и зародыша. Эта операция улучшает внешний вид крупа. Например, темный рис после шлифования становится белым. В результате удаления наружных слоев и зародыша, содержащего много жира, повышается стойкость крупы при хранении. Шлифованная крупа быстрее варится, увеличивается ее привар.

С ядра овса при шлифовании удаляется частично зародыш и снимается опушение – волоски, с ядра пшена и риса удаляются плодовые и семенные оболочки, зародыш и частично алейроновый слой. Шлифуют не только целые ядра, но и дробленые (крупа перловая, кукурузная, пшеничная полтавская), чтобы получить крупинки округлой формы.

Процесс шлифования заключается  в постепенном истирании наружных частей ядра в результате интенсивного трения его об образивную или другую острошероховатую поверхность, а также  взаимного трения ядер. В процессе шлифования ядра испытывают большие нагрузки, что приводит к неизбежному дроблению некоторых из них. Так, при шлифовании рисового ядра образуется основное количество дробленки. Поэтому от технического состояния машин, их правильного регулирования, использования оптимальных режимов работы зависит эффективность процесса.

Для шлифования крупы  применяют шелушильно-шлифовальные машины А1-3ШН-3 и вальцедековые станки (для пшена). Однако наибольшее распространение  получили специальные шлифовальные машины, которые применяют в основном для шлифования рисового и овсяного ядра. К таким машинам относят шлифовальные поставы РС-125 либо шлифовальные машины А1-БШМ. Фирма «Бюлер» и японская фирма «Сатаке» изготавливают шлифовальные машины, улучшающие эффективность обработки крупы.

В результате шлифования изменяется химический состав крупы. В ней снижается содержание белка, витаминов, минеральных веществ. В то же время повышается содержание крахмала. Снижение биологической ценности крупы компенсируется ее лучшей усвояемостью в результате удаления оболочек, не усваиваемых организмом человека.

 3) ПОЛИРОВАНИЕ ЗЕРНА - операция по дальнейшей обработке шлифованного зерна с целью улучшения качества крупы и её товарного вида. Полирование улучшает в основном внешний вид крупы. При полировании с поверхности ядра удаляется мучка, оставшаяся после шлифования, заглаживаются царапины, крупа становится более светлой и яркой. При полировке с ядра риса симается алейроновый слой, а у гороха = верхние слои семядолей.