15.2. Основні технологічні стадії виробництва крупи

Однією з важливих задач технологічного процесу круп’яного виробництва є очищення зерна від домішок і видалення оболонок. Якщо при виробництві борошна ендосперм піддається тонкому здрібненню, то крупа являє собою не здрібнений ендосперм або його великі частки. Ці суттєві відзнаки визначають різну побудову їх технологічного процесу.

Технологічний процес включає два основних етапи: підготовку зерна та переробку його на крупу.

Загальну схему виробництва крупи представлено на рис. 15.1.

Підготовка сировини включає операції очищення зерна від домішок, гідротермічну обробку та сортування зерна за фракціями.

Очищення зерна. Підготовчі операції зерна при виробництві крупи та борошна співпадають. Часто очищення зерна від домішок здійснюється на тих же машинах (як правило, різних сепараторах), що й при переробці зерна на млинах, але з відповідною зміною робочих органів машин (форми та розміру отворів сит, діаметру дірок) та режимів їхньої роботи.

Під час очищення зерна відділяють легкі, дрібні та великі домішки, металеві домішки, дрібні та щуплі зерна. У тих випадках, коли зерно надходить підвищеної вологості, його сушать до вологості, встановленої для кожної культури.

При переробці гречки особливістю є застосування на повітряно-ситових сепараторах решіт із трикутними отворами.

Рисунок 15.1. Загальна технологічна схема виробництва крупи

Гідротермічна обробка. Основна мета гідротермічної обробки у круп’яному виробництві – підвищення різниці структурно-механічних властивостей оболонок і ендосперму, або ж квіткових плівок та ядра зерна. Процес ведуть так, щоб зменшити міцність квіткових плівок та підвищити міцність ядра для зниження його властивості до здрібнювання при лущенні та шліфуванні, а також для підвищення виходу крупи.

Для цього застосовують гаряче кондиціювання, при якому зерно пропарюється під тиском, домагаючись значного зволоження та нагріву зерна, а також застосовують сучасні варіанти обробки – струмом надвисокої частоти, інфрачервоне випромінювання, лазерне випромінювання та ін.

Внаслідок гідротермічної обробки в зерні відбуваються структурно-механічні зміни, які поліпшують умови відділення оболонок і зародків від ендосперму.

Мікроструктура ендосперму зазнає глибоких змін, відбувається часткова або повна денатурація білків, клейстеризація крохмалю в периферійних шарах ендосперму, підвищується вміст декстринів. Утворюється монолітна структура з клейстеризованого крохмалю та денатурованого білка. Ядро стає більш міцним, припиняються окислювально-відновні процеси (дихання) та знижується активність ферментів. Таке ядро здатне витримувати жорсткі механічні впливи.

У плівках і оболонках зерна гідротермічна обробка викликає зруйнування слизей і клеючих речовин, інактивацію ферментів. Плівки у зерна (у гречки – плодові оболонки) стають більш крихкими. У зв’язку з чим гідротермічна обробка полегшує обрушення зерна та сприяє збільшенню виходу не дробленої крупи.

Значна різноманітність круп’яних культур визначає індивідуальний підбір параметрів режиму ГТО для кожної культури. За класичною схемою проведення ГТО зерно пропарюють в апараті періодичної або безперервної дії, потім транспортують в засіку в нагрітому стані, просушують до технологічної вологості та охолоджують.

Гідротермічна обробка вівса дозволяє не тільки підвищити міцність ядра, але й знищити гіркуватий присмак, звичайний для вівсяної крупи. Гідротермічну обробку гречки проводять шляхом обробки парою під підвищеним тиском і за подальшим збільшенням часу витримування в засіці (півгодини). Крупа набуває світло-коричневого кольору, приємного запаху та смаку.

У проса ГТО не проводять, бо водночас із підвищенням міцності нормального зерна підвищується міцність і дефектного зерна із зіпсованим ядром. В результаті воно не здрібнюється при лущенні та виявляється у пшоні.

Для риса ГТО надто бажана через невисоку міцність ядра. Однак, при підігріванні зволоженого зерна рису ядро набуває жовтого або навіть коричневого кольору внаслідок реакції білків з цукром з утворенням меланоїдинів. Це практично не впливає на харчову цінність крупи та її смакові достоїнства. Але жовтувате забарвлення є незвичним для споживача. Тому гідротермічну обробку рису не застосовують.

Сортування зерна. Просіюванням на ситах здійснюють сортування зерна для отримання фракцій, які складаються з однорідних за розмірами зерен і для видалення дрібних та щуплих зерен.

Призначення цієї операції полягає в тому, щоб поділити партію на фракції по крупнисті для полегшення зняття з зерна зовнішніх покровів у лущильних машинах.

Отримання крупи. Процес отримання крупи включає операції обрушення оболонок зерна та сортування продуктів, які утворюються.

Обрушення оболонки зерна. Лущення або обрушення зерна є найбільш важливим технологічним процесом, бо внаслідок відділення незасвоюваних грубих квіткових плівок зерно перетворюється у придатний для використання у їжу продукт. При цьому прагнуть до максимального зруйнування зв’язку зовнішніх оболонок з ядром при обов’язковому збереженні цілісності, враховуючи особливості анатомічної будови круп’яних культур.

Квіткові плівки ячменю щільно прилягають до зернівки і вимагають інтенсивного механічного впливу для їх вилучення. Однак навіть при інтенсивному лущенні зберігається цілісність ядра завдяки його високій міцності.

У вівса квіткові плівки скріплені з зернівкою тільки в області зародка, тому при лущенні легко відділяються.

Підвищеною крихкістю відрізняються ядро гречки і ядро рису при достатньо високій жорсткості плівок. Це вимагає точного дозування механічного впливу при лущенні.

Сортування продуктів шелущіння. Продукт при виході з обрушувальної машини містить цілісне, колоте та дроблене ядро, необрушені зерна, лузгу і мучку. Для того, щоб виділити чисте ядро, продукт очищують і сортирують. Розподіл різних продуктів на самостійні заснований на використанні різниць і їх фізико-хімічних властивостях: геометричній характеристиці, швидкості витання, пружності, коефіцієнту тертя.

Лузгу відділяють провіюванням продукту на аспіраційних установках – лузговійках. Необрушені зерна, цілісне ядро, дроблене ядро та мучку розділяють просіюванням на ситах.

Шліфування і полірування застосовують практично для всіх культур (окрім гречки). При цьому видаляють залишки квіткових, насіннєвих оболонок, зародок і частково алейронових шар. Це сприяє підвищенню засвоюваності готової крупи, підвищенню зберігаємості крупи, збільшенню її водопоглинальної здатності, покращанню консистенції каш, ступеню розварюваності крупи. Але харчова цінність зменшується, оскільки видаляється значна кількість вітамінів, мінеральних речовин, харчових волокон.

Очищення крупи. Очищення та сортування продукту перед пакуванням полягає в очищенні крупи від металевих домішок, контрольному провіюванні та просіюванні крупи. Упаковку крупи звичайно проводять в мішки. Значну частину крупи безпосередньо на крупозаводах або на фасувальних підприємствах розфасовують в паперові пакети або полімерну тару.