1.4 Технологические операции и оборудование, используемые в шелушильном отделении крупозавода при производстве кукурузной крупы

В современном технологическом процессе подготовительные операции играют особо важную роль.

Общая эффективность производства крупы более чем на 50% определяется организацией и ведением технологических операций в подготовительном отделении.

В подготовительном отделении крупяных заводов осуществляют:

• очистку зерновой массы от примесей;

• деление зерновой массы на фракции по крупности;

• ГТО зерна.

Сырье, подготовленное к переработке, должно обладать оптимальными технологическими свойствами, т.е. позволять выработать из него продукцию наивысшего качества в максимально возможном размере при невысоких удельных затратах.

В шелушильном цехе основными задачами технологического процесса являются отделение не усваиваемых организмом человека оболочек, отделение зародыша, придание крупе требуемой формы, улучшение ее внешнего вида и сортирование крупы на однородные по величине частицы (М.Е. Гинзбург, 1969).

Шелушение зерна является одной из основных операций в технологии крупяных продуктов.

Совершенство этой операции в значительной степени определяет выход и качество готовой продукции.

Выбор способов шелушения зависит от анатомического строения зерновки, а именно: прочности связи оболочки с ядром, прочности ядра, ассортимента вырабатываемой продукции (крупы из целого или дробленого ядра).

Для шелушения зерна применяют много типов шелушильных машин. Принцип действия большинства машин можно свести к трем основным способам воздействия рабочих органов на зерно: сжатием и сдвигом, многократным и однократным ударом, трением об образивную и другие твердые поверхности.

Шелушение зерна трением об абразивную поверхность наиболее целесообразно для зерна, оболочки которого прочно срослись с ядром.

Зерно в рабочей зоне шелушильной машины в течение сравнительно длительного времени подвергается воздействию движущей абразивной поверхности, которая постепенно соскабливает пленки с зерновки. По такому принципу работает шелушильно-шлифовальная машина Al-ЗШН-З.

Равномерная обработка зерновки позволяет не только шелушить, но и шлифовать ядро, придавая ему округлую форму. В машине Al-ЗШН-З шелушат, шлифуют и полируют продукты переработки ячменя, гороха, пшеницы, кукурузы (Г.А. Егоров, 1984).

Процесс шлифования представляет собой отделение плодовых, семенных оболочек алейронового слоя и зародыша в шлифовальных машинах Al-ЗШН-З.

Шлифование обеспечивает:

удаление оболочек, содержащих значительное количество клетчатки, не усваиваемой организмом человека;

улучшение товарного вида крупы, ее цвета, равномерности окраски зерен;

улучшение потребительских свойств крупы (снижение длительности варки, увеличение весового и объемного привара);

повышение стойкости крупы при хранении в результате удаления зародыша и периферийных слоев ядра, содержащих большое количество жира;

при шлифовании дробленой крупы (ячневой, пшеничной, кукурузной) не только удаляются оболочки, но и придается округлая форма частицам.

Сущность процесса шлифования заключается в постепенном снятии поверхностных слоев ядра в результате действия абразивных поверхностей рабочих органов, ситовых оболочек, взаимного трения зерен друг о друга.

Сортирование - в крупяном производстве просеиванием на ситах из крупы выделяют мучку, а крупу разделяют по сортности (номерам) (Г.А. Егоров, 1984).

Схема ГТО кукурузы включает практически лишь две операции: увлажнение (или пропаривание) и отволаживание.

Увлажнение проводят в специальных аппаратах до влажности зерна 15...22%, пропаривание - в пропаривателях непрерывного действия при давлении пара не более 0,1 МПа. Отволаживают зерно в течение 0,5...3 ч, причем при пропаривании зерна продолжительность отволаживания короче.

Зерно обычно увлажняют водой с температурой около 40 °С, отволаживание относительно непродолжительное (от 0,5 до 30 ч). При такой продолжительности отволаживания влага проникает в основном в периферийные слои эндосперма. Высокая влажность оболочек и зародыша у кукурузы способствует их лучшему отделению.

У зерна кукурузы оболочки плотно срослись с ядром, в процессе увлажнения можно ожидать их отслаивания, ослабления связи с эндоспермом. Для этой культуры используют метод ГТО, близкий к холодному кондиционированию (Г.А. Егоров, 1984).

Увлажнение и отволаживание кукурузы оказывают воздействие на оболочки и способствуют набуханию зародыша, вес которого составляет 12... 15% веса зерна. Увлажнение зародыша, богатого жиром (-35% его веса), повышает его вязкость, и он меньше дробится (М.Е. Гинзбург, 1969).

Влажность зерна кукурузы после ГТО достигает 22%. Крупа из такого зерна нестандартная по влажности и плохо обрабатывается в шелушильных машинах. Поэтому после дробления зерна и отделения зародыша продукты измельчения подсушивают до 13.. .14%).

Влажность зерна после увлажнения, %	Продолжительность отволаживания, ч
20...22	0,3...0,5

Охлаждение зерна - последняя операция гидротермической обработки, к ней прибегают в тех случаях, когда температура зерна высока и оно подлежит обработке в машинах, где и без того происходит выделение тепла.

Для охлаждения применяют аспирационную колонку, аспиратор и другие машины с разомкнутым циклом воздуха. Для сильно нагретого зерна используют охладительные колонки, снижающие одновременно и его влажность. Во время охлаждения зерно незначительно дополнительно подсушивается, так как атмосферный воздух, соприкасаясь с горячим зерном, нагревается и его влагоемкость возрастает.

Зерно необходимо охладить равномерно, чтобы не вызвать в нем трещин и не увлажнить оболочки.

Желательно температуру зерна постепенно снизить до 25...30 °С, избегая резких перепадов между температурой пленок и ядра, так как влага более влажного ядра будет переходить в пленки, постепенно увлажняя и усиливая их вязкость.

Правильный режим гидротермической обработки зерна до шелушения улучшает технологические свойства зерна и пищевые достоинства вырабатываемой из него крупы (М.Е. Гинзбург, 1969).