Мукомольные свойства зерна пшеницы и ржи
Обновлено: 18.09.2024
Мукомольные свойства пшеницы являются важнейшим ее технологическим достоинством.
Чтобы правильно оценить мукомольные свойства пшеницы существуют четыре показателя: 1) выход муки; 2) цвет, зольность и крупность муки; 3) длительность процесса размола зерна; 4) удельный расход энергии на размол пшеницы.
Мукомольная ценность зерна заключается в возможности получения высоких выходов муки определенных сортов при минимальных затратах энергии мукомольного предприятия.
Мукомольные свойства характеризуют следующие показатели качества зерна пшеницы: натура, масса 1000 зерен, крупность и выравненность, форма и размеры зерна, стекловидность, зольность. Такие важнейшие показатели, как соотношение оболочек и эндосперма зерна, глубина и форма бороздки, прочность зерна пока еще слабо изучены, а методы их определения очень сложны и не применимы в производстве. Поэтому используют косвенные методы определения показателей качества пшеницы, характеризующие ее мукомольные достоинства.
Натура характеризует мукомольные свойства более или менее однородной пшеницы. Анализ проводится на литровой пурке с падающим грузом. Натура в определенной мере характеризует степень выполненности эндосперма пшеницы. Чем выше натура, тем больше выход муки. Крупное зерно содержит больше эндосперма и меньше оболочек. Поэтому при размоле крупного зерна, с большой массой 1000 зерен можно получить больший выход готового продукта.
Мукомольные свойства связаны с формой зерна, при этом лучшей формой является шаровидная. Именно поэтому пшеница, форма которой ближе к шаровидной, по сравнению с рожью, и легче перерабатывается в муку. Кроме формы на размол оказывает влияние бороздка зерна, при этом легче размалывается зерно пшеницы с узкой, неглубокой и короткой бороздкой. Поэтому для муки предпочтительнее твердая пшеница.
Размеры зерна и характер их изменений отражаются в величине выравненности. Выравненное зерно позволяет провести правильную регулировку оборудования на мукомольном заводе. Присутствие в зерновой массе щуплых зерен, отличающихся по своим размерам, равно как и большого количества мелкого зерна, снижает выход муки.
Стекловидность зерна влияет таким образом, что стекловидная пшеница, хотя и требует больших затрат энергии на размол, но качество и выход муки при этом оказываются выше. Кроме того, стекловидная пшеница, как правило, содержит больше белка, поэтому из ее муки получается хлеб более высокого качества.
Ощутимое влияние на размол зерна в муку оказывает и его химический состав.
Зольность является важным показателем, используемым для оценки качества муки. Чем выше зольность зерна, тем ниже выход муки высоких сортов.
Зольность характеризует количество золы (в основном оксидов фосфора, калия и магния), получаемое при сжигании зерна при t = 750-850°С, выраженное в процентах.
Содержание золы различно в отдельных частях зерновки пшеницы. Так, максимальная зольность наблюдается в алейроновом слое и в оболочках, а минимальная — в центре эндосперма.
Так как процесс размола зерна в муку сводится к отделению эндосперма от оболочек, то по зольности муки можно определить количество оболочек и алейронового слоя, перешедших в муку. Таким образом, осуществляется контроль за процессом отделения оболочек от эндосперма.
Чем ниже зольность муки, тем выше ее сорт. Она является косвенным показателем соотношения анатомических частей зерна.
Зольность зерна мягкой и твердой пшеницы практически одинакова. Однако у эндосперма твердой пшеницы — все же больше, чем у эндосперма мягкой.
Более высокая зольность муки из твердой пшеницы обусловлена также хрупкостью ее алейронового слоя, который частично и попадает в муку.
Зольность мелкого и щуплого зерна выше, вследствие более высокого содержания оболочек. У пленчатых пшениц зольность выше, чем у голозерных.
Зольность зерна различных культур неодинакова: у пшеницы, как и у других голозерных злаков, — небольшая, у пленчатых — более высокая, например, у риса 5,0-6,0%.
Зольность зависит от целого ряда факторов: сорта, района выращивания, почвенно-климатических условий, вносимых удобрений и др.
При озолении без ускорителя навески обугливают в тиглях на дверце муфельной печи, а затем задвигают тигли в муфельную печь при t = 600-900°С Процесс длится до достижения белого цвета золы. Затем проводят вторичное прокаливание, после чего тигли с золой взвешивают и рассчитывают зольность.
При озолении с ускорителем в качестве ускорителя берут либо азотную кислоту, либо спиртовой раствор уксуснокислого магния.
Озоление при высоких температурах печи проводят последовательно в двух муфельных печах. Вначале тигли с навесками помещают на 5-10 мин в переднюю часть одной из них, затем сдвигают вглубь на 40-50 мин при t = 400-500°С. После этого тигли с золой переносят в другую муфельную печь на 30 мин при t = 950°С. Далее тигли с золой охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Допустимое расхождение между параллельными определениями в методах не должно превышать 0,05%.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Зерно как биологический объект — чрезвычайно сложное образование. Каждая его часть и все зерно в целом несут определенную информацию о способности дать продукцию заданного выхода и качества, о технологических приемах, необходимых для получения этой продукции, о режимных параметрах, при которых необходимо вести технологию. Так, по крупности зерна судят о содержании в зерне эндосперма и о возможном выходе продукции. По стекловидности и влажности — о преобладающем виде деформации при измельчении (пластическая или хрупкая) и о способности зерна к крупообразованию. По качеству клейковины — о режимных параметрах гидротермической обработки зерна при его подготовке к помолу.
А. Физические свойства зерна.Для оценки качества зерна важное значение имеют его физические признаки: форма, линейные размеры, выравненность, масса 1000 зерен и натура, удельная масса.
Форма.Зерно твердой пшеницы имеет удлиненно-овальную форму, мягкой пшеницы – бочкообразную форму.
Линейные размеры.К ним относят длину, ширину и толщину зерна.
При переработке выполненного зерна округлой формы получают больше муки, чем при переработке зерна, имеющего удлиненную форму и заостренные края.
Выравненностьхарактеризует однородность массы зерна. По этому показателю оценивают мукомольные свойства зерна, которые определяют на наборе сит с круглыми или продолговатыми отверстиями. Чем больше в массе крупных и средних фракций (сход с сит 3,0×20 мм и 2,5×20 мм), зерно которых обладает более шаровидной формой по сравнению с мелкими фракциями, тем больше в нем эндосперма и меньше оболочек и тем больше будет выход муки.
Если содержание зерен крупной и средней фракции в зерновой партии составляет 85%, то зерно считают однородным или выравненным по крупности.
Выравненное зерно лучше очищается от примесей, так как можно более точно подобрать соответствующий размер отверстий сит для сепарирующих машин, размер и форму ячеек в триерах, скорость воздушного потока в аспирационных машинах, выбрать рабочие зазоры в измельчающих машинах.
Масса 1000 зерен(в пересчете на абсолютно сухое вещество) служит дополнительным показателем к линейным размерам, характеризующим крупность и выравненность зерна. Эти признаки очень изменчивы и зависят от сорта, почвенно-климатических условий, уровня агротехники, года урожая и др.
Натура. Это масса 1 л зерна, выраженная в граммах. На величину натуры влияют форма, характер поверхности и влажность зерна, его выравненность, характер и количество примесей.
В однородном по форме и качеству зерне чем выше натура, тем меньше содержится оболочек и больше эндосперма, следовательно, тем выше мукомольные свойства зерна.
Удельная масса зерна. Она зависит от химического состава и анатомического строения зерна. Удельная масса зерна пшеницы 1,33-1,48 г/см 3 , ржи – 1,26-1,42 г/см 3 .
Б. Химический состав.В зерне пшеницы содержатся белки, углеводы, жиры, пигменты, витамины, ферменты и различные минеральные вещества.
Белки пшеницы содержат около 20 % альбумин6а и глобулина и 80 % проламина (глиадин) и глютелина (глютенин) от веса всех белков зерна. При добавлении воды глиадин и глютенин образуют клейковину. Как видно из таблицы 4.4, белков в зерне ржи значительно меньше, чем в пшенице, и они не образуют клейковину.
Оболочки, алейроновый слой и зародыш содержат максимальное количество мине5ральных веществ: калий, магний, кальций, фосфор.
Зерно пшеницы и ржи содержит витамины В1, В2, и РР.
В. Мукомольные свойства зерна.Характеризуются следующими показателями:
- общим выходом муки и ее качеством;
- выходом и качеством муки высоких сортов;
- количеством извлеченных крупок и дунстов;
- степенью вымалываемости оболочек;
- расходом энергии на выработку 1 т муки.
Эти показатели напрямую зависят от свойств самого зерна – стекловидности, влажности, зольности, прочности, твердости, выравненности, объемной массы и др.
Мукомольные свойства зерна в значительной степени зависят от содержания эндосперма, количество которого в зерне пшеницы колеблется от 74 до 85%, во ржи – от 75 до 79%.
Мукомольные свойства зерна определяют опытными лабораторными помолами.
Стекловидность.Консистенция эндосперма, или его стекловидность, определяется при разрезании зерна – фаринотомом или просвечивании на диафоноскопе. Мучнистое зерно в разрезе имеет матовый оттенок, напоминающий мел, полустекловидное зерно – полупрозрачное, а стекловидное – прозрачное.
С повышением стекловидности зерна выход крупных фракций крупок возрастает. Поэтому стекловидность служит одним из показателей, определяющих мукомольные свойства зерна.
Стекловидное зерно вымалывается легче, чем мучнистое, и дает большой выход крупок. Стекловидность зерна влияет также на удельный расход электроэнергии при его измельчении.
С возрастанием стекловидности зерна продукты лучше просеиваются и частицы эндосперма эффективнее отделяются от оболочек.
Содержание эндосперма.Важный показатель, определяющий выход муки. Большое значение имеет его качественная характеристика – зольность. С повышением зольности эндосперма уменьшается выход муки высоких сортов.
Зольность зерна.Это количество золы (%), образующейся при сжигании зерна по отношению к сухому веществу сжигаемого продукта.
Зола состоит из окислов и солей калия, фосфора, натрия, кальция, магния и др. В золе содержится около 30% фосфора и 60% калия. Зольность анатомических частей зерна неодинакова: наибольшую зольность имеют оболочки с алейроновым слоем, наименьшую – эндосперм. См. таб. 4.5
Зольность, как косвенный показатель соотношения частей зерна, имеет значение для контроля степени отделения оболочек от эндосперма и оценки качества муки. Чем выше зольность муки, тем больше в ней содержится оболочек, тем темнее мука и ниже ее сорт.
Влажность зерна. Следует отличать естественную влажность зерна, с которой оно поступает на предприятие, хранится и направляется на переработку, от технологической влажности, которая создается искусственно и с которой зерно размалывают.
При производстве обойной муки размалывают зерно естественной влажности, если влажность полученной из него муки не превышает установленную стандартом – 15,0%.
При сортовом помоле в процессе гидротермической обработки зерну придают оптимальную влажность, величина которой в зависимости от определенных показателей зерна колеблется от 14,5 до 16,5% и которая предопределяет лучшие результаты его переработки. При ГТО пшеницы вода в оболочках с развитой капиллярной системой выступает как пластификатор, способствуя усилению прочности и вязкости оболочек. Проникновение воды в эндосперм снижает его прочность. При переработке сухого зерна влажностью менее 15% его оболочки легко деформируются, дробятся и, попадая вместе с частицами эндосперма в муку, резко ухудшают ее качество.
Основным сырьем для производства муки являются зерно пшенице и ржи: около 80 % муки вырабатывают из пшеницы и около % - из ржи. Зерно таких культур, как ячмень, рис, овес, гречиха, кукуруза и др., также может быть переработано в муку, но ее количество в общем балансе незначительно.
При помоле пшеницы получают следующую продукцию:
При помолах ржи перечень получаемых продуктов значительно меньший:
Обойная мука представляет собой практически полностью размолотое до заданной крупности зерно. Сортовая мука состоит в основном из измельченного до определенной крупности эндосперма с некоторым включением оболочек. Чем ниже сорт муки тем больше в ней оболочечных частиц. Основная часть оболочек отделяется от муки в виде отрубей. Пшеничную и ржаную обойную, а также ржаную сортовую муку используют только для производства хлеба; пшеничную сортовую муку - для производства макаронных и кондитepcкиx изделий. При сортовых помолах пшеницы может быть получена манная крупа.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗЕРНЕ КАК ОБЪЕКТЕ ПЕРЕРАБОТКИ В МУКУ
Зерно, предназначенное для производства муки, оценивают по влажности, засоренности, свежести, мукомольным и хлебопекарным свойствам. Под мукомольными свойствами зерна понимают количество и качество муки, полученной при его размоле, т. е. они характеризуют, насколько полно могут быть разделены эндосперм и оболочки.
Мукомольные свойства зерна можно определить путем опытной переработки его на предприятии или на лабораторной мельничной установке. Однако есть косвенные показатели (тип зерна, натура, стекловидность, крупность, зольность и т. д.), по которым можно судить об этих свойствах. Чем выше натура, крупность и стекловидность зерна, тем лучше его мукомольные свойства.
Один из важнейших показателей качества муки - зольность, косвенно свидетельствующая о содержании в ней оболочек. Выход и зольность муки зависят от содержания и зольности эндосперма. Обычно в зерне пшеницы содержится 77 . 85 % эндосперма (мучнистого ядра) зольностью 0,4 . 0,5 %. Зольность оболочек (включая алейроновый слой) составляет 7,5 . 9,5 %, поэтому даже небольшое их количество в муке значительно влияет на ее зольность.
Обычно зольность зерна изменяется от 1,6 до 2,0 %, и чем она ниже, тем лучше качество вырабатываемой муки.
Хлебопекарные свойства муки определяют по выходу и качеству хлеба. Для пшеничной муки они зависят от количества и качества клейковины, которые в партиях перерабатываемого зерна варьируют в широком диапазоне - от 18 до 28 % и более качеством I . II группы. Поэтому на мельницах составляют помольные партии зерна с заданной характеристикой клейковины.
Хлебопекарные свойства ржаной муки определяются состоянием углеводно-амилазного комплекса.
Свойства муки, предназначеной для макаронных изделий, должны обеспечить получение плотного, упругого, вязкого теста. Такое тесто получают из твердой пшеницы с большим количеством упругой клейковины с хорошей растяжимостью.
ПОДГОТОВКА ЗЕРНА К ПОМОЛУ
Основные этапы переработки зерна: подготовка зерна к размолу, размол зерна в муку, хранение и упаковка муки в тару.
Для получения кондиционной муки необходима тщательная подготовка зерна, которая включает следующие основные операции: формирование помольных партий, очистку зерна от примесей, очистку поверхности зерна сухим или влажным способами, гидротермическую обработку зерна.
Формирование помольных партий.Его проводят для поддержания стабильности технологического процесса переработки зерна в течение длительного времени и получения муки с заданными хлебопекарными свойствами. Смешивая разнокачественное зерно, например сильную и слабую пшеницу, зерно со слабой и крепкой клейковиной, с различной стекловидностью, зольностью и т. д., не только получают муку со стабильными свойствами, но и добиваются раци0HaльHoгo и эффективного использования сырья.
Формирование партий позволяет не только использовать для переработки зерно пониженного качества, из которого самостоятельно невозможно выработать кондиционную муку, но часто сопровождается эффектом смесительной ценности, приводящим к улучшению хлебопекарных свойств. Переработка высококачественного зерна без добавления партий пониженного качества приводит к нерациональному использованию сырья и получению муки со значительными колебаниями хлебопекарных свойств. Оптимальное соотношение отдельных компонентов в помольной партии устанавливают пробными лабораторными помолами смесей с различным соотношением компонентов и последующей оценкой их хлебопекарных свойств.
Формируют партии либо на элеваторах, либо непосредственно в подготовительных отделениях мукомольных заводов. На крупных предприятиях партии формируют достаточными для бесперебойной работы в течение не менее чем 10 сут. Для небольших предприятий продолжительность переработки составленной смеси может быть значительно больше.
Очистка зерна от примесей.Содержащиеся в зерновой массе примеси ухудшают качество вырабатываемой муки, могут быть причиной поломки рабочих органов. машин, поэтому при подготовке зерна к помолу необходимо удалить основное количество примесей, используя их отличия от зерна в физических свойствах.
Примеси от зерна могут отличаться: размерами (крупные и мелкие), одним размером - длиной (короткие и длинные), аэродинамическими свойствами (легкие), плотностью (минеральные), поведением в магнитном поле (металломагнитные), формой, состоянием поверхности и т. Д.
Выделяют крупные и мелкие примеси В машинах, рабочими органами которых являются сита или решета. Чаще всего применяют штампованные сита с круглыми или продолговатыми отверстиями. Определяющим размером частиц при сортировании зерна на ситах с круглыми отверстиями является их ширина, на ситах с продолговатыми отверстиями - толщина. Для отделения крупных и мелких примесейв основном используют ситовые или комбинированные воздушно-ситовые сепараторы (рис. 1.1).
Зерно по ситам движется за счет их колебаний (возвратно- поступательных или круговых поступательных) и наклона в сторону движeHия продукта, в результате чего происходит самосортирование более мелкие частицы опускаются в нижние слои и проходят через отверстия, образуя проходовую фракцию, или проход, а более крупHыe удаляются с сита, образуя сходовую фракцию, или сход.
Размер и форму отверстий сит выбирают в зависимости от размеров зерна основной культуры и примесеЙ.
Легкие пpuмecи выделяют в воздушных сепараторах потоком воздуха, движущегося со скоростью, достаточной для уноса легких примесей и недостаточной для уноса зерна.
1- приемный патрубок; 2 - верхнее сито; 3 - крышки ситового корпуса; 4 - патрубок аспирации ситового корпуса; 5 - лоток вывода сходовой фракции верхнего сита; 6 - подвижная стенка пневмосепарирующего канала; 7 - вертикальный пневмосепарирующий канал; 8 - вибропитатель с вибролотком; 9- лоток вывода фракции нижнего сита; 10- нижнее сито; 11- колебатель ситового корпуса; 12 - электродвигатель; ! - исходное зерно; II - очищенное зерно; II! - воздух на очистку
Короткие и длинные примеси выделяют на триерах, называемых при выделении коротких примесей куколеотборниками, длинныx - овсюгоотборниками. Рабочий орган цилиндрического триера - цилиндрический барабан, на внутренней поверхности которого выштампованы ячеи. В триерах-куколеоrборниках диаметр ячей меньше длины зерна, в овсюгоотборниках - больше. При работе триера короткие частицы целиком размещаются в ячеях и при вращении барабана поднимаются выше кромки приемного лотка, попадают в него и выводятся шнеком. Более длинные частицы либо не захватываются ячеями, либо, попадая в них одним концом, вываливаются из них раньше, не достигнув кромKи лотка, остаются на цилиндрической поверхности, постепенно продвигаются вдоль триера и выводятся из него.
Размер ячей триера зависит от размеров зерна, например, для выделения коротких примесей из пшеницы ячеи имеют размер 4 . 5 мм, а длинных -8 .. .10 мм.
Наряду с цилиндрическими триерами широко применяют дисковые, рабочими органами которых являются ячеистые диски, расположенные на горизонтальном валу.
Минеральные примеси выделяют по их плотности, которая примерно в 2 раза больше, чем у зерна. Для их разделения используют несколько типов камнеотделителей, наиболее совершенный из них - вибропневматический .
Рабочий орган такого камнеотделителя - вибрирующая воздухопроницаемая дека, при определенных угле наклона которой, амплитуде, частоте и направленности колебаний при отсутствии воздушного потока обеспечивается движение смеси вверх в результате воздействия рабочей поверхности.
При подаче воздуха более легкое зерно отрьmается от опорной поверхности, переходит в псевдоожиженное состояние и стекает с деки вниз. Более тяжелые минеральные примеси не теряют связи с опорной поверхностью и продолжают перемещаться вверх.
Регулируют эффективность процесс а отделения примесей, изменяя угол наклона, амплитуду колебаний деки, скорость воздушного потока.
Для повышения эффективности .очистки зерна от примесей и разделения зерновой массы на фракции по плотности применяют новую машину - концентратор, принцип действия которого основан на просеивании зерна на плоском наклонном сите в восходящем потоке воздуха (рис. 1.4). В ситовом корпусе последовательно установлены два сита: первое с диаметром отверстий 2 мм предназначено для предварительного расслоения смеси и просеивания мелких примесей, второе - с диаметром отверстий 8 . 9 мм. Зерно на ситах под влиянием вибраций и восходящего потока воздуха самосортируется, при этом вначале просеивается находящаяся в нижних слоях потока тяжелая фракция зерна и только потом - легкая. Низконатурные примеси (овсюг, частицы колосьев и т. д.) выделя-
ются сходом С последнего сита. В легкую фракцию попадает легковесное, щуплое, проросшее зерно.
Металломагнuтные примеси вьщепляются с помощью статических магнитов, реже - электромагнитов. Обязательно устанавливают магнитные сепараторы перед машинами ударно-истирающего действия (обоечные, щеточные машины), машинами для измельчения/ зерна, а также на контроле готовой продукции. В качестве примерная приведена схема сепаратора У1- БММ для контроля муки (РИ
Читайте также: