2.5. Переработка зерна в муку

Помол зерна является собирательным понятием, означающим подготовку зерна к помолу и процесс помола (дробления) зерна с последующим просеиванием продуктов размола. В процессе размола тщательно отделяют отруби и зародыш, а эндосперм доводят до требуемой крупности помола. Но роду злака различают муку пшеничную, ржаную, кукурузную, яч­менную. В нашей стране вырабатывают также муку из смеси зерна пшеницы и pжи: ржано-пшеничную (60% ржи и 40% пшеницы) и пшенично-ржаную (70%пшеницы и 30% ржи). Муку используют в качестве сырья ряд отраслей пищевой промышленности, в первую очередь хлебопекарная, макаронная и кондитерская. Муку характеризуют выходом. Мука может быть 72%, 85% и 97,5% выхода. Выход муки это количество муки, полученной из 100 массовых долей. Сорта пшеничной муки: крупчатка, высший, 1, 2 и обойная. Сорта ржаной муки: обойная, обдирная и сеяная.

Помол зерна осуществляют на специализированных предприятиях-мельницах. Производственный процесс на мельнице состоит из пяти основных этапов: прием зерна, хранение зерна на мельнице, подготовка зерна к помолу, помол зерна в муку, выбой и хранение муки.

Хранение зерновых масс

При хранении зерновых масс происходят физиологические процессы.

Зерновая масса - это комплекс живых организмов, которые проявляют свою жизнедеятельность. Зерно сохраняет свои посевные, технологические и продовольственные свойства в течение определенного периода. Долговечность зерна зависит от его ботанических особенностей, условий обработки и хранения. При хранение зерна происходит его дозревание: активность ферментов снижается, уменьшается количество водорастворимых веществ и небелкового азота, идет синтез крахмала из сахаров и жира из глицирина и непре­дельных жирных кислот, кроме того, интенсивность дыхания зерна снижается. Могут проявлять активность микроорганизмы вредителей (грызуны и насекомые).

В мировом хозяйстве применяют три режима: хранение зерновых масс в сухом состоянии (влажность зерна до критической), в охлажденном состоянии, без доступа воздуха (в герметических емкостях).

Кроме того, для повышения устойчивости зерновых масс применяют очистку от примесей перед закладкой на хранение, активное вентилирование, химическое консервирование и другие мероприятия. Выбор режима определяется многими факторами: климатические условия, типы и вместимость хранилища, целевое назначение партии зерна, качество партии зерна.

Хранение в сухом состоянии основано на ксероанабиозе. Осуществляют обезвоживание партии зерна до влажности ниже критической (14%), когда жизнедеятельность зерновой массы практически исключена, (процесс дыхания, развитие микроорганизмов). Этот прием применяется для наиболее длительного хранения зерна (несколько лет).

Хранение в охлажденном состоянии основано на принципе термоанабиоза. Низкая температура резко снижает жизнедеятельность деятельность зерновой массы (охлаждение ниже 10⁰С всех слоев насыпи - первая степень, вторая степень охлаждения до О⁰С). Можно осуществлять естественным воздухом и искусственно охлажденным в холодильных установках. В нашей стране этот способ хранения является основным.

Хранение без доступа воздуха основано на принципе анексианабиоза. Отсутствие кислорода в межзерновых пространствах уменьшают интенсивность дыхания продукта и микроорганизмов, так как они переходят на анаэробное дыхание и погибают. Хранение зерна происходит в полностью герметизированных хранилищах.

Основные технологические этапы переработки зерна в муку: подготовка зерна к помолу и помол.

Подготовка зерна к помолу: предварительная очистка зерновой массы от примесей; составление помольных партий зерна; гидротермическая обработка обработка поверхности зерна; окончательная очистка.

Предварительная очистка зерна

Очистка зерновой массы происходит в сепараторах, камнеотделительных машинах, триерах, моечных машинах, где выделяются мелкие фракции зерна, грубые и легкие примеси, камни.

Гидротермическая обработка зерна (ГТО)

Цель обработки – снизить прочность эндосперма и повысить прочность оболочек, что облегчает отделение оболочек от эндосперма при просеивании.

В процессе ГТО на зерно воздействуют водой и теплом. Применяется холодное и скоростное кондиционирование зерна. Холодное кондиционирование – увлажнение зерна при мокрой обработке и последующей отлежке (отволаживании) в бункерах. Продолжительность отволаживания колеблется от 4 до 20 ч в зависимости от типа пшеницы и ее общей стекловидности. В процессе скоростного кондиционирования зерно вначале обрабатывается паром, затем промывается в холодной воде. Благодаря такому резкому воздействию на зерно свойства его изменяются быстро, и продолжительность отволаживания значительно сокращается.

ГТО зерна существенно влияет на биохимические свойства зерна и муки. При изменении влажности и температуры в зерне развиваются биохимические процессы, под влиянием которых происходит перераспределение химических веществ по анатомическим частям зерновки, появляются продукты гидролиза биополимеров и т.п.

Правильно подобранный режим обработки зерна позволяет направленно изменять свойства клейковины. При скоростном кондиционировании можно укреплять слабую клейковину, а крепкую ослабить при холодном кондиционировании.

Составление помольных партий зерна

Смешивают партии зерна, различного по качеству для образования общей партии зерна, с определенными мукомольными и хлебопекарными свойствами.

Составленная смесь должна обеспечивать производство муки с максимальным выходом, высокими показателями по белизне, зольности и хлебопекарным качествам. Для этого зерновая смесь должна быть составлена одновременно по восьми показателям: стекловидности, зольности, содержанию клейковины, натуре, влажности, содержанию сорной и зерновой примеси, выровненности по крупности. Смесь получают с общей зольностью 1,97% и стекловидностью 50-60%. Операция смешивания позволяет использовать некондиционное зерно с пониженными хлебопекарными свойствами и получать в результате муку со средними хлебопекарными свойствами.

Зерно подразделяют на сильное, среднее и слабое. Сильные пшеницы называют улучшителями. Использование слабых пшениц без применения пшениц-улучшителей не позволяет получать муку, удовлетворяющую требованиям хлебопекарной промышленности.

Для обеспечения оптимизации технологических свойств зерна необходимо подготовку каждой партии к помолу вести отдельно, применяя индивидуальные режимы основных технологических операций. Раздельная подготовка компонентов помольной смеси обеспечивает повышение выхода муки высоких сортов до 5%.

Обработка поверхности

Зерновая масса, освобожденная от примесей, нуждается в дополнительной обработке. Необходимо удалить загрязнения и пыль с поверхности зерна. На поверхности зерна могут развиваться плесневые грибы – продуценты афлатоксинов. Для удаления этих загрязнений поверхность зерна обрабатывается сухим или мокрым способом.

Сухим способом осуществляется обработка зерна с помощью обоичных и щеточных машин и мокрым способом - с помощью моечных машин. При этом происходит не только удаление частиц почвы и пыли, но и частично оболочек.

Помол зерна

Все помолы зерна делятся на разовые и повторительные. При разовом помоле муку получают в результате однократного пропуска зерна через измельчающую машину. Выход муки близок к 100%(для кормления животных). При повторительных помолах муку получают в результате последовательного пропуска зерна (и продуктов его размола) через несколько измельчающих машин. По степени развитости помола повторительные помолы делятся на простые и сложные. Простые повторительные размолы бывают без отбора отрубей и с отбором отрубей.

Помолом без отбора отрубей получают обойную муку. Происходит измельчение всех анатомических частей зерна до частиц одинакового размера. Помолом с отбором отрубей (10%) получают обдирную муку. Сложные повторительные помолы делятся на помолы без обогащения крупок (ржаная сеяная мука) и помолы с обогащением крупок (сортовая пшеничная мука). При выработке сортовой муки значительному измельчению подвергается лишь эндосперм, а зародыш, оболочки и алейроновый слой выделяют в виде отрубей.

Муку получают путем многократного и постепенного измельчения зерна на вальцовых станках с последующим просеиванием получаемых продуктов Помол осуществляют в два этапа: драной и размольный процессы. Основная задача драного процесса – снятие оболочек с зерна и получение крупок. Задача размольного процесса – измельчение крупок до требуемых размеров частиц. Основной аппарат для измельчения зерна и крупок –вальцовый станок. Измельченный продукт попадает в аппарат для просеивания – рассев. Сочетание каждого отдельного вальцового станка и рассева имеет название системы. Вальцовый станок имеет чугунные валки со стальным покрытием. Валки вращаются навстречу друг другу с различной скоростью. Расстояние между валками меняется в зависимости от этапа помола. Поверхность валков в драных процессах имеет рифли, глубина рифлей от первой к последующим системам уменьшается, также и. уменьшается расстояние между валками. Вальцы размольных систем не имеют рифлей и вращаются с одинаковой скоростью, так как на этих системах осуществляется измельчение частиц эндосперма до размеров частиц муки.

Стадии помола зерна пшеницы в сортовую муку:- драней процесс - грубое дробление зерна и отбор фракций с раз­личном дисперсностью (крупки и дусты);- сортировочный процесс- сортирование полученных продуктов по кpyпности;- драной вымол - вымол оболочек зерна на конечных системах процесса; - процесс обогащения крупок - сортирование крупок па крупности и качеству в ситовеечных машинах;- шлифовочный процесс - обработка крупок на шлифовочных системах с целью удаления оставленных частиц оболочек; размольный процесс- размол обогащенных крупок и дунстов в муку; размольный вымол - вымол частиц оболочек на конечных системах размольного процесса. Конечная стадия помола - контрольное просеивание муки на рассевах. Полученные с первых драных систем продукты с помощью рассевов сортируют на крупные (более 1000 мкм) и мелкие(350-100) крупки , дунсты (170-350 мкм) и .муку (менее 170 мкм). На последующих системах продолжается постепенное отделение эндесперма от частиц оболочек. Затем осуществляется шлифовочный процесс на специальных вальцевых станках с целью отделения оставшихся оболочек от эндосперма. Крупки могут отличаться по добротности т,е. по содержанию эндосперма. Одни получены аз центральных частей эндосперма и дают низкую золь­ность, другие из периферийных частей зерна и содержат частицы алейронового слоя, что повышает их зольность. Поэтому крупки сортируют по добротности. Это особенно важно при получении крупок и полукрупок для муки макаронной высшего и первого сортов. Процесс обогащения крупок по крупности и качеству осуществляется на ситовеечных машинах. Одна из фракций крупной крупки, поучаемых с ситовеек - манная крупа, при помоле пшеницы составляет 2-3%. Крупки, разделенные по качеству на ситовеечных машинах, направ­ляют на вальцовые станки шлифовочных или размольных систем. Размоль­ный процесс ведут на нескольких системах, так как за один пропуск через вальцовый станок весь продукт не может быть измельчен до частиц соответствующих муке. На первых размольных системах перерабатывают крупки с наименьшим содержанием оболочек и получают муку высшего сорта. На последующих системах ведут помол частиц, содержащих оболочки и не измельченных на первых, и получают муку первого и второго сортов.