ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ (ГИДРО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА) И СОСТАВЛЕНИЕ ПОМОЛЬНЫХ ПАРТИЙ ИЗ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ И РЖИ

АННОТАЦИЯ

В статье приводится исследование технологических процессов подготовки к помолу и составление помольных партий из зерна пшеницы и ржи. Управление технологическими свойствами зерна на мельнице можно осуществлять двумя методами - смешиванием различных партий зерна и путем его гидротермической обработки. В данной части исследования даны результаты составления помольной партии, качественные и технологические показатели до и после обработки зерна пшеницы и ржи. представлены данные, характеризующие увлажнение компонентов пшенично-ржаных смесей в зависимости от их начальной влажности и режимов кондиционирования. Оптимальный состав помольной партии оказалось (80+20), влажность пшенично - ржаных смесей перед помолом для исследуемых образцов составила 14,5-15,6%, а время отволаживания - 6-12 часов.

ABSTRACT

The article provides a study of the technological processes of preparation for grinding and the preparation of grinding batches from wheat and rye grain. The technological properties of grain in a mill can be controlled by two methods - by mixing different batches of grain and by hydrothermal treatment. This part of the study provides the results of compiling a grinding batch, quality and technological indicators before and after processing wheat and rye grain. Data are presented characterizing the moistening of the components of wheat-rye mixtures depending on their initial humidity and conditioning regimes. The optimal composition of the grinding batch turned out to be (80+20), the moisture content of the wheat-rye mixtures before grinding for the studied samples was 14.5-15.6%, and the cooling time was 6-12 hours.

Ключевые слова: Технологический процесс, гидротермическая обработка, свойства, пшеница, рожь, помольная партия.

Keywords: Technological process, hydrothermal treatment, properties, wheat, rye, grinding batch.

Введение.  Рожь и пшеница являются основными зерновыми культурами, используемыми для производства хлеба. Они относятся к семейству злаковых; рожь - к роду Seeale, пшеница - к Triticum. Широко возделывается только один вид ржи Seeale céréale L (культурная или посевная). Наиболее распространенными являются два вида пшеницы: мягкая - Triticum aestivum или Triticum vulgare Host и твердая - Triticum durum Desf. По внешнему виду, внутреннему строению и соотношению анатомических частей рожь и пшеница близки друг к другу. [1,2,3,4,5,6].

Сравнивая характеристики этих двух культур, можно отметить, что зерновка ржи имеет более вытянутую форму, более тонкая и веретенообразная, чем пшеница. Это является наименее выгодным, так как с мукомольной точки зрения лучшую форму имеет зерно пшеницы, максимально приближающуюся к шаровидной. Удельная поверхность ржи примерно в 1,5 раза больше, чем у пшеницы, что также является менее выгодным с технологической точки зрения. Исследования отечественных и зарубежных ученых показали, что наибольшее влияние на технологические свойства зерна оказывают показатели крупности и выравненности, поэтому их следует учитывать как при подготовке, так и при размоле зерновых культур [7,8,9].

Так, В.Зайбель отмечает [9], что путем отбора мелкого зерна можно увеличить выход муки примерно на 1-2% при одинаковой зольности. По данным В.К. Ши и К.А. Джилса [10], существует связь между содержанием в зерновой массе крупных зерен, а также длиной зерновок и выходом муки. Крупность, определяемая линейными размерами зерновки, варьирует у ржи и пшеницы в достаточно широком диапазоне. Особенно изменчивым параметром у ржи является длина, которая колеблется от 4 до 10 мм.

Управление технологическими свойствами зерна на мельнице, как было доказано проф. Я.Н. Куприцем и его учениками, можно осуществлять 21 двумя методами - смешиванием различных партий зерна и путем его гидротермической обработки [11].

Проф. Я.Н. Куприц [11] провел серию фундаментальных исследований, связанных со смешиванием зерна перед помолом. Им было доказано, что смешивание пшеницы разных сортов, произрастающих в одном районе, эффективнее, чем смешивание зерна одного сорта, которые произрастали в разных почвенно-климатических зонах

На тех мукомольных заводах, где составлению помольных партий уделяется необходимое внимание, обеспечиваются существенные технологические преимущества, а именно: стабилизируются качество сырья, оптимальные режимы подготовки и размола зерна, выработка высококачественной продукции, а также достигается рациональное использование зерновых ресурсов.

Зерно, направляемое в зерноочистительное отделение мукомольного завода, должно иметь следующие показатели качества; рекомендуемая исходная влажность зерна при сложных сортовьк помолах пшенищ и ржи должна быть не вьппе 13%, при остальных сортовых помолах - до 14%, при обойных помолах - на уровне, обеспечивающем вьфаботку муки влажностью не выше 15%; содержание сорной примеси в зерне не должно превышать 2 %, в том числе испорченных зерен - не более 1%, вредной примеси - не более 0 ,2 % [1,2,3,4,5].

Гидротермическая обработка - метод повышения технологических достоинств зерна при подготовке его к помолу. Этот метод при относительно малых эксплутационных энергетических затратах позволяет получить необходимый технологический эффект [1,4,11].

Варьируя параметрами ГТО, можно осуществить направленное изменение мукомольных и хлебопекарных свойств зерна.

Анализ источников, посвященных влиянию увлажнения и длительности отволаживания на конечные технологические свойства зерна, показывает, что для каждой партии зерна, поступающей на переработку, существуют свои оптимальные режимы гидротермической обработки. Они зависят от типа и сорта зерна, района произрастания, условий ведения технологического процесса на мельнице и других индивидуальных особенностей [2,4,11].

При помолах ржи применяют холодный способ ГТО, поскольку, как показывает практика, разность в прочности оболочек и эндосперма при ГТО увеличивается незначительно. Обьршо ГТО зерна ржи проводят перед направлением его в размольное отделение. В зимнее время года зерно увлажняют подогретой до 40...50°С водой.

В технологическом процессе размольного отделения мукомольных заводов особая роль отводится измельчению зерна и промежуточных продуктов. В основе технологии производства муки лежит различие сопротивлений разрушающим усилиям оболочек и эндосперма при их совместном измельчении. Наряду с измельчением, сортирование является важнейшей технологической операцией. При производстве муки продукты измельчения по крупности сортируются в рассевах при помощи сит.

Технологический процесс сортирования и обогащения продуктов в ситовеечной машине происходит в результате взаимодействия движения продукта по ситам при возвратно-поступательном движении наклоненного ситового корпуса и восходящих потоков воздуха.

Нашими исследованиями установлено, что если в продукте, поступающем на систему, оболочек больше, чем эндосперма, то его целесообразнее направлять на вымольные машины, где степень воздействия рабочих органов на продукт меньше, чем в вальцовых станках, и лучше проявляется избирательность измельчения.

При применении вальцовых станков с шероховатыми вальцами в измельченном продукте могут образовываться спрессованные частицы муки и дунстов. Дтя их разрушения и дополнительного измельчения применяют машины ударно-истирающего действия, которые устанавливают после вальцового станка перед направлением продукта на сортирование

Методы и методики исследований: Технический и химический анализ зерна и муки. Технический анализ зерна и муки проводился согласно ГОСТ 10839- 64 "Зерно. Методы испытаний". Натура определялась по ГОСТ 10840-64; стекловидность - ГОСТ 10987-76; масса 1000 зерен - ГОСТ 10842-89; количество и качество клейковины - ГОСТ 13586.1-68; зольность - ГОСТ 10847-74; содержание сорной, зерновой примесей, мелких зерен и крупности - ГОСТ 13586.2-81; энергия прорастания - ГОСТ 10968-88; кислотность - ГОСТ 10844-74; влажность - ГОСТ 13586.5-85; белок - ГОСТ 10846-74; число падения - методом Хагберга-Пертена. Проводилась органолептическая оценка внеп1него вида и состояния мякиша выпекаемых колобков, а также определялось содержание водорастворимых веществ в мякише с помощью прецизионного лабораторного рефрактометра типа РПЛ-2. Мука анализировалась по следующим показателям: влажность, определяемая по ГОСТ 9404-88; зольность - ГОСТ 10847-74; кислотность - ГОСТ 27493-87; крупность - ГОСТ 27560-87; белизна - на приборе РЗ-БПЛ по ГОСТ 26361-84; Отбор проб и правила приемки — по ГОСТ 27668. Определение цвета, запаха, вкуса и хруста — по ГОСТ 27558. 3.3. Определение влажности — по ГОСТ 9404. 3.4. Определение зольности — по ГОСТ 27494. 3.5. Определение числа падения — по ГОСТ 27676. 3.6. Определение крупности — по ГОСТ 27560. 3.7. Определение металломагнитной примеси — по ГОСТ 20239. 3.8. Определение зараженности и загрязненности вредителями — по ГОСТ 27559. 3.9. Содержание токсичных элементов определяют по ГОСТ 26927, ГОСТ 26930 — ГОСТ 26934, Определение белизны муки по ГОСТ 26361.

Экспериментальная часть и его обсуждения.

В данной части исследования даны результаты составления помольной партии, качественные и технологические показатели до и после обработки зерна пшеницы и ржи.

Показатели качества компонентов помольной смеси и требуемые показатели качества помольной смеси приведены в табл. 1

Таблица 1.

Данные для расчета состава и помольной смеси

Таблица 2.

Соотношение компонентов пшеницы, ржи и смеси в составе

Таблица 3.

Качественные и технологические показатели зерна пшеницы и ржи

Перед направлением зерна на гидротермическую обработку (ГТО) и перед направлением его в размольное отделение необходим о очистить поверхность зерна. Эта операция реализуется «сухим» способом в обоечных, щеточных машинах и в зерновы х шелушителях непрерывного действия. Очистка поверхности зерна в моечных машинах и машинах мокрого шелушения - это часть процесса подготовки зерна к помолу, которая улучшает степень отделения эндосперма в размольном отделении

Образцы зерна ржи, пшеницы и пшенично - ржаной смеси выдерживались в равных условиях для достижения ими одинаковой начальной влажности. Увлажнение каждого образца осуществлялось до 15%.

Таблица 4.

Ориентировочные режимы холодного способа ГТО пшеницы при сортовых хлебопекарных помолах

Таблица 5.

Ориентировочные режимы холодного способа ГТО зерна ржи

В таблице 5 представлены данные, характеризующие увлажнение компонентов пшенично-ржаных смесей в зависимости от их начальной влажности и режимов кондиционирования.

 Влияние режимов кондиционирования на увлажнение компонентов ржано-пшеничных смесей.

Таблица 6.

Влияние режимов кондиционирования на на мукомольные свойства муки пшенично- ржаных смесей

Полученные данные подтвердили, что пшенично-ржаной компонент смеси (80+20) является более активным сорбентом влаги. В среднем, по результатам 3х вариантов увлажнения смесей поглощала больше воды, чем пшеница и рожь. Поэтому при составлении –пшенично-ржаных смесей рационально подбирать зерно ржи, начальная влажность которой на 2,0 - 3,5 % меньше, чем у пшеницы.

Таблица 7.

Влияние режимов кондиционирования на выход, зольность и число падения муки пшеницы, ржи и пшенично- ржаных смесей (80+20)

Таблица 8.

Влияние температуры на выход (%) и зольность (%) муки при холодном способе ГТО зерна пшеницы, ржи и смеси ПР

Из данных табл. 8 видно, что в холодное время перед увлажнением целесообразно нагревать зерно до 22-24°С комнатной температуры. При повьппении температуры вода для увлажнения до 35-40°С для подогретого зерна происходит уплотнение клейковины, что улучшает хлебопекарные свойства муки.

Заключение.  - Разработано технологическая схема подготовки зерна пшеницы и ржи к помолу, которая позволяет регулировать показатели качества, даны рекоментации по составление помольной смеси и отделной подготовки зерна пшеницы и ржи,

- Показана возможность и целесообразность подготовки компонентов пшенично- ржаных смесей к помолу без существенного влияния на качество получаемой муки;

- При совместной подготовке пшеницы и ржи в помольной смеси, существенно отличающихся технологическими свойствами, выбор режимов кондиционирования необходимо проводить по компоненту с большей сорбционной способностью;

- При увлажнении и отволаживании в равных условиях свойства зерна ржи происходит более интенсивно, чем пшеницы.

- При переработке пшенично- ржаной смесей особое влияние на весь процесс производства муки и ее качество оказывает пшеница, поэтому он является определяющим при выборе режимов ГТО и более высокую сорбционную способность, рационально при смешивании подбирать ржаной компонент, начальная влажность которого на 1,0 - 2,0 % меньше, чем у пшеницы;

- Время отволаживания, рассчитанное для данных образцов зерна, оказывало заметного влияния на выход и качество муки из зерносмесей. Оптимальный состав помольной партии оказалось (80+20), влажность пшенично - ржаных смесей перед помолом для исследуемых образцов составила 14,5-15,6%, а время отволаживания - 6-12 часов.

Список литературы:

1. Беркутова Н.С, Швецова И.Д., Микроструктура пшеницы. М.: Колос,1977.
2. Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки.-М.: Колос, 1980.-319 с.
3. Казаков Е.Д. Зерноведение с основами растениводства.-М.: Колос, 1983.
4. Кретович В.Л. Биохимия зерна и хлеба. - М.: Наука, 1991.-136 с.
5. Любарский Л.Н. Рожь. Хлебоиздат, М., 1957.
6. Nuret H . Considerations sur le seigle et la farine de seigle.- IndÉlstries des cereales, 1982, №19.- P. 7-16.
7. Егоров Г.А., Максимчук Б.М., Костельцева H.H. Влияние крупности зерна пшеницы на ее физико-химические свойства и кинетику влагопоглощения. Труды ВНИИЗ, вьш.81, 1975.
8. Seibel W., Stephan H . Influence of Flour from Sprout-Damaged Rye on the Qvality of Rye and Rye-Mixed Bread.// Cereal Foods World, T.28,№9, 1983, p. 503-505.
9. Seibel W. Experimentelle Bestimmung der Mahlfahigkeit (Kriterien und Parameter) in Europa.- Arbeits und Diskussionstagung - International Association for Cereal Chemistry (JCC), 1974, №8 , p. 40-
10. Shuey N.C , Gilles K.A . The Northwestern Miller. 1972, №2,14-17; №36 14-17, 25-26.
11. Куприц Я.Н. и др. Технология переработки зерна. М., Колос, 1965.