Подготовка зерна к переработке

Характеристика крупяного сырья

Для производства крупы широко используют такие культуры, как рис, просо и гречиха. Так как основную массу зерна этих культур перерабатывают в крупу, их иногда называют крупяными культурами. Кроме того, крупу вырабатывают из овса, ячменя, пшеницы, гороха и кукурузы. В отдельных случаях перерабатывают в крупу сорго, чумизу, чечевицу другие культуры.

Зерно крупяных культур существенно различается по форме, размерам, строению. Его принято рассматривать как состоящее из двух частей: ядра (эндосперм с зародышем) и пленок (оболочки).

На выход и качество крупы влияют многие показатели качества зерна: пленчатость, крупность, выравненность, влажность, засоренность и т.д.

Чем больше пленчатость зерна, тем меньше содержание ядра, а следовательно, и выход крупы при переработке. Наиболее высокая пленчатость у овса (в среднем 26%), наименьшая – у ячменя и гороха (соответственно 11 и 10%). Как правило, пленчатость крупного зерна меньше, чем мелкого, кроме того, мелкое зерно хуже шелушиться. Поэтому у ряда культур содержание мелкого зерна ограничено соответствующими стандартами. К мелкому зерну относят просо, проходящее через сито с отверстиями размером 1,4 × 20 мм, овес – 1,8 × 20 мм, ячмень – 2,2 × 20 мм и т.д. Его желательно выделять при очистке и использовать на другие цели. Важное значение имеет и выравненность зерна, т.е. его однородность по крупноте.

Процесс очистки зерна от примесей на крупяных заводах основан на тех же принципах, что и на мукомольных заводах. Однако рабочие органы зерноочистительных машин имеют различные установочные и кинематические параметры, наиболее подходящие для зерна той или иной культуры. Обычно для выделения крупных, мелких и легких примесей применяют две-три системы очистки зерна на воздушно-ситовых сепараторах. Размеры и форма зерна обусловливают использование сит с различными отверстиями. Как правило, если зерно удлиненной формы, то сита для выделения примесей имеют продолговатые отверстия, для зерна округлой формы – круглые отверстия.

Применяют воздушно-ситовые сепараторы должны обеспечить полное выделение крупных примесей, а мелких и легких – на 95%. Мелкое зерно отсеивают в сепараторах вместе с мелкими примесями.

Помимо сепараторов для очистки зерна могут быть использованы рассевы, крупосортировки. Наиболее перспективны крупяные рассевы, просеивающая поверхность которых в 4 раза больше, чем у крупосортировок.

Выделение длинных и коротких примесей происходит в триерах. Куколеотборочные машины применяют для тех культур, зерно которых имеет удлиненную форму (овес, ячмень, пшеница), а овсюгоотборочные машины – для зерна с более округлой или умеренно удлиненной формой (гречиха, пшеница). Куколеотборочные машины должны выделять не менее 90% коротких примесей, а овсюгоотборочные – не менее 89% длинных.

Минеральные примеси выделяют на тех же камнеотделительных машинах, что и на мукомольных заводах.

Легкие и металломагнитные примеси выделяют на тех же машинах, что и на мукомольных заводах.

Гидротермическая обработка (ГТО) зерна крупяных культур. Это важный этап подготовки зерна к переработке. В результате ГТО улучшаются технологические свойства зерна: облегчается отделение оболочек при шелушении, снижается дробимость ядра, улучшаются потребительские свойства крупы (сокращается длительность ее варки, каша становится более рассыпчатой, вследствие инактивации ферментов повышается стойкость крупы при хранении).

Наиболее распространено два способа ГТО: первый включает операции пропаривания, сушки и охлаждения; второй – увлажнения и отволаживания.

Первый способ ГТО (пропаривание – сушка – охлаждение) применяют при переработке гречихи, овса и гороха. Особенность его заключается в высокой, до 100 ^°С, а в отдельных случаях и выше, температуре нагрева зерна. Пропаривание проводят при избыточном (до 0,3 Мпа) давлении. В результате прогрева и увлажнения в зерне происходят частичные химические преобразования, ядро пластифицируется, становится менее хрупким и меньше дробится при шелушении и шлифовании.

Сушка после пропаривания приводит к повышению хрупкости наружных пленок, которые в результате легче раскалываются при шелушении. Ядро же меньше обезвоживается сушкой, остается достаточно пластичным.

Охлаждение после сушки дополнительно снижает влажность зерна и приводит к повышению хрупкости оболочек. Режимы пропаривания, сушки и охлаждения тесно связаны со способами шелушения зерна.

Для пропаривания зерна используют пропариватели непрерывного или периодического действия. Среди пропаривателей непрерывного действия, наиболее распространены горизонтальные шнековые пропариватели. Зерно через шлюзовые затворы, обеспечивающие герметизацию пропаривателя, поступает в шнек, где его обрабатывают паром.

При необходимости пропаривания зерна при высоком давлении пара применяют пропариватель периодического действия. Он представляет собой емкость вместимостью 1000 л. Зерно загружают и разгружают через затворы; пар подают через парораспределительный змеевик для равномерной подачи пара по всему объему зерна. Выпускают пар через специальную отводную трубу.

Для сушки зерна используют вертикальные паровые сушилки контактного типа, в которых зерно нагревается посредством его контакта с паровыми трубами. Испарившаяся при нагреве зерна влага удаляется в результате аспирации сушилки. Охлаждают зерно в специальных охладительных колонках или аспираторах.

Второй способ ГТО (увлажнение – отволаживание) применяют для пшеницы и кукурузы. Зерно увлажняют тепловой водой (температурой 40 ^°С) в специальных аппаратах или обрабатывают в пропаривателях непрерывного действия при низком давлении пара. Увлажненное зерно отволаживают в бункерах. В результате зерно приобретает повышенную пластичность, меньше дробится при шелушении, наружные оболочки частично отслаиваются и легко отделяются при шелушении.

Этот способ может быть применен и для сухого овса при условии последующего шелушения в центробежном шелушителе (шелушение однократным ударом). В этом случае зерно увлажняют до 16…18% и отволаживают в течение 8ч.

Не получила распространения гидротермическая обработка зерна других культур (ячменя, проса, риса), хотя исследованиями установлена возможность ее проведения для ячменя, а также известен положительный зарубежный опыт ГТО риса.

Помимо операций очистки и ГТО в схеме подготовки зерна для пшеницы и ячменя может быть предусмотрена операция предварительного шелушения. Эффективность шелушения ячменя оценивают по количеству зерен со снятыми цветковыми пленками, пшеницы – по снижению зольности.

В принципиальной схеме подготовительного отделения крупозавода предусмотрена наиболее целесообразная последовательность проведения отдельных операций. Зерно взвешивают и обрабатывают на двух-трех системах сепарирования в воздушно-ситовых сепараторах, просеивающих машинах для выделения мелких примесей и мелкого зерна, в отдельных случаях – для разделения зерна на фракции. Минеральные примеси выделяют в камнеотделительных машинах. На следующем этапе устанавливают куколе- или овсюгоотборочные машины. Легкие примеси, особенно из зерна пленчатых культур, выделяют с помощью аспираторов.

Для повышения эффективности очистки зерна от примесей и последующей переработки следует отдельно очищать и перерабатывать зерно, различающееся по крупности, содержанию примесей, особенно трудноотделимых, влажности и т.д. Не следует объединять зерно, подвергнутое и не подвергнутое сушке, особенно зерно проса, кукурузы, риса.

Дата добавления: 2015-08-31