1.2. формування якостІ крупІв

На формування якості крупи впливають такі чинники: вид круп'яної культури, якість зерна, що переробляється, технологія його переробки.

Сировина для виробництва крупів. Властивості зерна різних культур неоднакові. Проте, будь-яке зерно повинне відповідати загальним вимогам: бути доброякісним, повноцінним, належно обробленим, мати сприятливі біохімічні властивості. Таким вимогам, як правило, відповідає зерно, вирощене в належних умовах, бажано використовувати районоване зерно. Погодні, кліматичні умови теж впливають на якість зерна, а отже, крупи, отриманої з нього. При складанні партій круп'яного зерна, що направляється на переробку, не можна допускати змішування зерна різних видів, типів (розмірів, форми, технологічних властивостей), різної вологості.

Із зерна зі стороннім запахом, запліснявілого і само зігрітого та з наявністю великої кількості домішок не можливо отримати крупи високої якості. Вади зерна, як правило, передаються крупам. Якісні крупи отримують зі свіжого і добре виповненого зерна.

Усі види зерна, з яких виготовляють крупи, характеризуються різним хімічним складом. Тому різні крупи мають неоднаковий вміст вуглеводів, жирів, вітамінів, мінеральних та інших речовин. Крупи характеризуються різною засвоюваністю та енергетичною цінністю. Круп'яні культури поділяють на два класи: з міцним зв'язком оболонки та ядра (рис, ячмінь, кукурудза, пшениця) та зі слабким зв'язком (гречка, просо, овес). Кожен клас має значні відмінності, які вимагають різноманітних технологічних способів переробки зерна круп'яних культур. Наприклад, гречка, просо, овес та рис належать до круп'яних культур, у яких плівки з ядром не з'єднані. У гречці всі три пелюстки плодової оболонки вільно огортають ядро і з'єднані з ним тільки в одній точці. У просі квіткові плівки також вільно огортають ядро і з'єднані тільки по одній лінії — рубчики. У вівсі квіткові плівки хоча і щільно огортають ядро, але з ним не зрощені. Різні форми та міцність зв'язків оболонок з ядром вимагають певних особливостей технологічних процесів переробки зерна на крупу для кожного з перелічених видів сировини. Наприклад, гречку та просо лущать на вальцедекових верстатах сколюванням та розмиканням плівок, а овес — на лущильних посадах та оббивальних (бичових) машинах взаємним тертям та з використанням руйнівного удару.

Для круп'яних культур з міцним зв'язком оболонок з ядрами (ячмінь, пшениця, горох, кукурудза) для лущення використовують машини з інтенсивним стиранням (лущильно-шліфувальні) або машини багаторазового удару (оббивальні). Рис також лущать на лущильних верстатах.

Зерно гречки має тригранну форму (тетраедр) і складається із темнуватої оболонки і ядра, яке в свою чергу складається з насіннєвої оболонки, алейронового шару, ендосперму та зародка. Плівчастість гречки — 18-26 \%. Основною метою перероблення зерна гречки є одержання найбільшої кількості крупи-ядриці, тобто цілих ядер гречки, звільнених від плодових оболонок та неколотих ядер (які не проходять через отвори решеті 1,6x20 мм). Для виробництва гречаної крупи треба мати ціле, здорове зерно гречки, яке містить не більше 3 \% сміттєвих домішок та не більше 3 \% зернових з вологістю не більше 14,5 \%. Вміст доброякісного ядра — не менше 71 \%.

Характерними домішками гречки є татарська гречка (карлик), недорозвинене зерно (рудяк), дика редька та степовий горошок. Для технології крупів важливими ознаками є форма та крупність зерна, кількість та якість ядра. Базовою вважають гречку з вмістом ядра 75 \% і лузги (лушпиння) — 22 \%. Нормативний вихід крупів із пропареного зерна становить 67 \% (ядриця першого сорту — 59 \%, другого — 3 і проділу — 5 \%).

Зерно проса має кулясту, овальну або овально-подовжену форму. В нижній частині ядра міститься зародок. Маса плівок становить 16-22 \%, плодові та насіннєві оболонки — 7-8, зародок — 3-4 та ендосперм — 68-75 \% від загальної маси зерна. Плівчастість проса — 16-25 \%. Основним продуктом переробки проса є пшоно шліфоване — ядро проса, повністю відокремлене від квіткових плівок та частково від плодових, насіннєвих оболонок та зародка. Продукт одержують додатковим обробленням ядра — пшона-дранця в шліфувальних машинах. Із чотирьох типів проса найбільш цінним у технології вважають біле та кремове, які відрізняються плівкою та кулястою формою зерна. Найкращим для виробництва вважають просо крупне (схід із решета 1,8x20 мм понад 80 \%) і вирівняне за розмірами.

Характерними та важко відокремлюваними домішками, близькими за розмірами та аеродинамічними властивостями до проса, є чорнушка, стоголовник, щетинник та в'юнок. Найкраще переробляти просо вологістю 13,5-14,5 \%, яке піддавали сушінню. Нормативний вихід крупів становить 65 \% (вищий сорт — 5 \%, перший — 58, другий — 2 \%). Базовим за якістю вважають просо з вмістом чистого ядра 76 \% відносно маси зерна, з домішками та лушпинням — 18 \%.

Зерно вівса відрізняється значною кількістю плівок. Для перероблення на крупу використовують овес круп'яний І типу білий добірний та II типу — жовтий добірний. Вологість вівса не повинна перевищувати 15,5 \%, для підприємств, що не мають сушарок, — 13,5, вміст дрібних домішок (прохід через решето з отворами 1,8x20 мм) — 5, сміттєвих домішок — 2,5, вміст ядра — не менше 62 \% від загальної маси разом із сміттєвими та зерновими домішками. Найбільш важливими технологічними ознаками вівса є наявність добре оформленого округлого ядра з мінімальним вмістом плівок. Після очищення вміст домішок у зерні не повинен перевищувати 0,3 \%, в т.ч. куколю — 0,1 \%.

Базовим вважають овес із вмістом чистого ядра в сході з решіт

13        отворами 1,8x20 мм 65 \% до маси зерна разом з домішками, луш- пиння — 27, дрібного зерна (прохід через решето з отворами 1,8x20 мм) — 5 \%. Нормативний вихід вівсяної крупи становить 45 \% (крупа неподрібнена вищого та першого сорту, крупа плюще- на вищого та першого сорту, пластівці та толокно). Вологість кру- пів не повинна перевищувати 12,5 \% для тривалого зберігання та

14        \% для поточного споживання. Для збільшення виходу, поліп- шення якості крупів під час перероблення гречки, проса та вівса використовують гідротермічне оброблення. Крупа — цінний хар- човий продукт, що містить корисні речовини, які характеризуються високою засвоюваністю і високими поживними властивостями.

Круп'яні заводи України залежно від способу виробництва виробляють круп'яну продукцію, яку можна поділити на п'ять груп:

Крупи не подрібнені, які одержують лущенням та подальшим обробленням лущеного зерна (ядра): рис (шліфований, полірований), пшоно, ядриця гречана, вівсяна неподрібнена, горох цілий.

Крупи подрібнені шліфовані, які одержують відокремленням оболонок і зародка, подрібненням ядра і подальшим шліфуванням, поліруванням і сортуванням за розмірами (від 0,56 до 3,5 мм) на п'ять номерів: перлова (з ячменю), Полтавська і Артек (з пшениці), кукурудзяна шліфована.

Крупи подрібнені, які одержують подрібненням чистого ядра і сортуванням за розмірами (від 0,56 до 3,5 мм) на три номери: ячна (з ячменю), з вівса, кукурудзяна.

Пластівці: продукт подальшої переробки крупи. З ядра чи крупи одержують також «повітряний рис», «повітряну кукурудзу» та ін.

Крупи підвищеної поживної цінності, які одержують на основі суміші 2-3 видів розмеленої крупи з введенням збагачувачів тваринного чи рослинного походження.

Основні види, сорти, номери круп, їх вихід із зерна базових кондицій регламентовані Правилами організації і ведення технологічного процесу на круп'яних підприємствах.

Під час виробництва крупів одержують також значну кількість побічних продуктів і відходів (мучка, січка, дріблянка і лушпиння), більшість яких використовують як компоненти для виробництва комбікормів.

Мучка, січка і дріблянка, які складаються в основному із подрібнених частин ендосперму, належать до побічних продуктів. Лушпиння складається із зовнішніх оболонок (квіткові — у більшості круп'яних культур зерна, плодові — у гречки і насіннєеві гороху), відокремлених у процесі лущення зерна. Вони містять зазвичай невелику кількість борошнистих частинок ендосперму. Лушпиння використовують для одержання кормових дріжджів, деяких хімічних речовин тощо. Частка ячмінного, вівсяного і горохового лушпиння залежно від виду зерна коливається в межах 6-26 \%. Кількість мучки значна і становить 13-40 \%.

Формування якості крупів в процесі виробництва. Різноманітність видів зернових культур і широкий асортимент крупів, які з них виробляють, визначають об'єм і складність технологічних процесів, вибір необхідного устаткування. Але, незважаючи на особливості переробки окремих видів круп'яного зерна, в основу побудови технологічних схем покладено ряд загальних принципів.

Узагальнена технологічна схема виробництва крупів представлена на рис. 1.3.

Процес виробництва крупів можна поділити на 8 основних етапів:

очищення зерна;

гідротермічне оброблення;

сортування зерна;

лущення (шеретування) зерна;

сортування продуктів лущення;

шліфування, полірування;

очищення крупи;

вибій (фасування, упаковування)

Очищення зерна від домішок. Одним із важливих завдань підготовки круп'яних культур є очищення зерна від домішок, його гідротермічне оброблення і розподіл зерна на фракції. Від ефективності підготовки залежать вихід і якість крупи, техніко-економічні показники роботи заводу.

Зерно

Велике сміття, земля

Очистка зерна

—*—

Дрібне сміття

Гідротермічна обробка

і

Сортування зерна

Велике сміття, земля

Лущення

Мучка

Сортування продукту

Лузга, відходи

Ядриця

Очистка крупи

Дроблене зерно

Упаковка (вибій) Маркування

Мучка

Розміщення на складі готової продукції

Рис. 1.3. Узагальнена схема переробки зерна в крупу

Враховуючи різницю технологічних властивостей і вміст у зерновій масі домішок, кожну культуру підготовляють за індивідуальною технологічною схемою. Але існують і деякі загальні принципи побудови технологічних процесів підготовки зерна різних культур.

Зерно, яке спрямовується до зерноочищувальної дільниці круп'яного заводу, повинно відповідати встановленим нормам якості. Для цього його попередньо очищають (в разі підвищеної вологості підсушують) і формують великі партії зерна. Необхідно забезпечити формування партій, однорідних за якісними технологічними і круп'яними властивостями.

Основні вимоги до очищення зерна в зерноочисному відділенні круп'яного заводу полягають у максимальному відокремленні сміттєвих домішок за допомогою аналогічних машин, що використовуються для цих операцій на млинах (сепаратори, трієри, аспіра-ційні колонки та ін.).

Попередньо очищене на елеваторі зерно подають до бункерів, що розташовані в зерноочисному відділенні.

Основне очищення зерна проводять повітроситовими сепараторами. Для відокремлення основної маси домішок застосовують 23 системи послідовного пропускання зерна через сепаратори. На першій системі відбирають великі, дрібні та легкі домішки. В сепараторах проводять дальше очищення зерна і відсіюють разом з дрібними домішками дрібне зерно. Для відбору дрібного, недорозвиненого і найбільш засміченого зерна, а також для сортування зерна на фракції можуть бути використані розсіви. Одержані фракції відрізняються не тільки геометричними розмірами, але і складом домішок, фізично-механічними властивостями: натурою, масою 1000 зерен, щільністю та ін. Це дає можливість надалі вести роздільну підготовку фракцій зерна із застосуванням оптимальних для кожної фракції режимів обробки.

У сепараторних машинах розмір і форма отворів сит залежать від розмірів зерна, особливостей найбільш характерних домішок, що містяться в зерновій масі. Сита з круглими отворами встановлюють для очищення зерна округлої форми (рис, просо, горох, кукурудза); з довгастими отворами — для зерна подовженої форми (овес, ячмінь, пшениця), з отворами трикутної форми — для гречки. Сепаратори повинні на 90 \% забезпечувати повне відокремлення крупних, дрібних та легких домішок.

Для підготовки зерна деяких культур застосовують трієри, ку-колевідбірні машини (для очищення вівса, ячменю, пшениці і вів-сюговідбірні — для гречки, пшениці). Для проса, гороху, кукурудзи і рису трієри не застосовують. Куколевідбірні машини повинні забезпечувати відокремлення не менше 90 \% коротких домішок, а ві-всюговідбірні — не менше 80 \% довгих. Зерно очищують від мінеральних домішок на каменевідбірних машинах. їх встановлюють перед трієрами, оскільки відбір мінеральних домішок із зерна зменшує зношення і збільшує термін роботи трієрів. Каменевідбірні машини не використовують під час переробки вівса і гороху.

На круп'яних заводах, що переробляють ячмінь, пшеницю, поверхню зерна очищують в оббивних машинах (попереднє лущення). Замість оббивних машин використовують також лущильно-шліфувальні машини типу ЗШН, які мають кращу ефективність обробки поверхні зерна при меншому його подрібненні. В зерні, яке надходить до лущильної дільниці, вміст домішок після очищення не повинен перевищувати встановлених норм. Відходи, одержані в результаті очищення зернової маси, контролюють для відбирання з них повноцінного зерна, з якого потім виробляють крупи. Відбиранням і переробленням такого зерна збільшують вихід крупів. Відходи так само, як і на млинах, залежно від вмісту в них доброякісного зерна поділяють на три категорії. Відходи контролюють на тих самих машинах, що і на млинах.

Гідротермічне оброблення зерна. Гідротермічне оброблення (ГТО) застосовують для підготовки гречки, вівса, гороху, пшениці, кукурудзи. Це дає можливість змінити технологічні властивості круп'яного зерна, тобто підвищити міцність ядер, знизити міцність оболонки, зменшити подрібнення ядра під час лущення та шліфування, краще відокремити оболонки і зародок. Біохімічні зміни, що відбуваються у зерні під час ГТО, підвищують поживні властивості крупів.

Залежно від виду зерна і асортименту крупів застосовують різні методи ГТО. Для пшениці і кукурудзи використовують холодне кондипіонування, а для гречки, вівса, гороху — гаряче. Перший метод ГТО застосовують для переробки пшениці і кукурудзи на подрібнену крупу різних номерів, в яких оболонки міцно зрослися з ядром. Зерно зволожують водою з температурою близько 40°С, потім проводять нетривале зневоложування протягом 0,5-3,0 год. В цей час волога проникає в основному в периферійні шари ендосперму. Підвищена вологість оболонок сприяє кращому їх відокремленню, міцність ядра при цьому практично не знижується. Для зволоження зерна використовують ті самі апарати, що і на млинах.

За другим методом ГТО зерно пропарюють у горизонтальних шнекових пропарниках безперервної дії або в апаратах періодичної дії протягом 1,5-8,0 хв. Оброблене парою зерно швидко зволожується і прогрівається, що підвищує його опір руйнуванню, послаблює зв'язок оболонок з ядром. Після пропарювання зерно сушать, внаслідок чого значно знижується міцність оболонок, вони легше піддаються подрібненню і легше відокремлюються.

Закінчують процес ГТО охолодженням зерна, що сприяє додатковому зневодненню оболонок і їх відокремленню. Для охолодження застосовують аспіраційш колонки, аспіратори, а для сильно підігрітого зерна — охолоджувальні колонки.

Після ГТО зерно надходить до лущильної дільниці заводу. ГТО підвищує коефіцієнт лущення, збільшує вихід крупів і в результаті зростає продуктивність підприємства, зменшуються витрати електроенергії тощо.

Сортування зерна перед лущенням на фракції за розмірами підвищує ефективність лущення. Чим краще відсортоване зерно за розмірами, тим вища ефективність роботи лущильних машин. Лущення несортованих на окремі фракції сумішей за однакового проміжку між робочими органами лущильних машин призводить до подрібнення ядер великих зерен і знижує ефективність відокремлення оболонок під час оброблення дрібних зерен. У першому випадку зростає вихід подрібненого ядра, мучки, тобто вихід цілої крупи знижується. У другому випадку збільшується кількість не-лущених зерен, які необхідно повертати на повторне лущення. Сортування на фракції сприяє кращому розподілу продуктів лущення і відокремленню чистого ядра. Кількість фракцій залежить від характеру і форми робочої зони лущильних машин і умов сортування продуктів лущення. Як правило, зерно поділяють на дві фракції — велику і малу для наступного окремого їх перероблення. Найбільш точного сортування перед лущенням потребує зерно гречки, яке поділяють на шість фракцій. Якщо просо лущать у вальцедекових верстатах, у яких робоча зона має клиноподібну форму, а поверхня деки гумова, то його можна не сортувати на фракції.

Зерно на фракції поділяють із застосуванням розсійників, кру-посортувальних машин, в яких установлюють сита з круглими чи довгастими отворами різних розмірів, залежно від необхідної кількості фракцій і їх величин. Для сортування зерна на п фракцій необхідно, залежно від схеми сортування, встановити в машинах п — 1 різних сит.

Лущення (шеретуеання) зерна — основна технологічна операція у виробництві крупів, найбільш енергоємна, значно впливає на всі показники готової продукції.

Лущенням відокремлюють незасвоювані організмом людини квіткові оболонки рису, проса, вівса, ячменю, плодові оболонки гречки, пшениці, кукурудзи і насіннєеві оболонки гороху. Ці культури відрізняються між собою анатомічною будовою зерна, що визначає спосіб їх лущення, при виборі якого враховують міцність зв'язку оболонок з ядром, міцність самого ядра, форму зерна і вид крупів (з цілого ядра чи подрібненого).

Використовують п'ять основних видів лущильних машин: валь-цедекові верстати, верстати з погумованими валиками, лущильні постави, лущильні машини з абразивними дисками і оббивні машини. Кожна з них придатна для лущення однієї чи двох визначених зернових культур і непридатна для інших.

Дії робочих органів машин на зерно під час лущення можна звести до трьох основних способів:

лущення стисненням і зсувом;

лущення багаторазовим биттям;

лущення тертям абразивною поверхнею.

Під час лущення зерна стисненням та зсувом на зерно діють двома робочими поверхнями, відстань між якими менша розміру зерна. Його застосовують для лущення зерна, оболонки в якого не зрошені з ядром. Використовують три основні машини: вальцеде-кові верстати (для проса і гречки), лущильні посади (для рису і вівса), лущильники з погумованими валиками (для рису і проса).

У вальцедековому верстаті квіткові оболонки відокремлюються під час дії на них двох робочих поверхонь, одна з яких — обертовий валець, а друга — нерухома дека, що набрана з гумотканинних дисків або піщана. В лущильниках з погумованими валиками зерно проходить між валиками, які обертаються з різними швидкостями назустріч один одному, піддається їх дії. У лущильних посадах зерно обробляється між двома дисками, розташованими в горизонтальній площині, поверхня яких покрита абразивним матеріалом. Верхній диск нерухомий, а нижній обертається.

Лущення зерна багаторазовим биттям застосовують для зернових культур з міцним зв'язком ядра з оболонками (ячмінь, пшениця, овес). Для цього використовують оббивні машини з обертовими билами (бичами) і нерухомими сталевими чи абразивними поверхнями, як на млинах. Ці машини непридатні для лущення зерна круп'яних культур, у яких крихке ядро (рис, гречка). На круп'яних заводах оббивні машини іноді застосовують разом з іншими лущильними машинами. Наприклад, для оброблення вівса при первинному лущенні використовують оббивну машину, а частину зерна обробляють повторно на лущильних посадах. Недолік використання оббивних машин для лущення — підвищений вихід подрібненого зерна в результаті інтенсивної дії на продукт.

Лущення зерна тертям на абразивній поверхні використовують практично для зерна, оболонки якого міцно зрослися з ядром (ячмінь, пшениця, горох і кукурудза). Застосовують лущильно-шліфувальні машини А1-ЗШН-3. Зерно для обробки надходить у простір між абразивними кругами, що обертаються, і нерухомим перфорованим циліндром. Завдяки інтенсивному тертю під час просування зерна в робочій зоні відбувається відокремлення оболонок. Машини такого типу застосовують також для шліфування та полірування ядра.

Сортування продуктів лущення. В результаті лущення ядра одержують різні за якістю і харчовою цінністю продукти: ядро, не-лущене зерно, подрібнені частини ядра, мучку, лушпиння та ін. Ядро (лущене ядро) — найбільш цінний продукт, який після відповідного додаткового оброблення стає крупою. Нелущене зерно з невідокремленими оболонками спрямовують на додаткове повторне лущення для одержання з нього ядра.

Дві частинки подрібненого ядра за розмірами менші встановлених стандартом для цілої крупи. Якщо його одержують у процесі перероблення рису, гречки, гороху, то після додаткового оброблення використовують як харчовий продукт.

Подрібнене ядро, одержане в процесі перероблення проса і вівса, використовують як цінний кормовий продукт. Мучка теж цінний кормовий продукт. Лушпиння використовують як кормовий продукт і для технічних потреб.

У процесі сортування продуктів лущення відокремлюють мучку, відсівають лушпиння, відокремлюють ядро від недолущених зерен. Подрібнене ядро і мучку відокремлюють сортуванням на просівальних машинах — розсійниках, крупосортувалках. Лушпиння відсіюють в асггіраційних колонках, аспіраторах. Отже, послідовно застосовуючи сортувальні машини і повітряні сепаратори, можна відокремити подрібнене ядро, мучку і лушпиння без особливих складнощів. Найскладніше розділити основні продукти лущення — полущені і неполущені зерна через незначну різницю їх фізичних властивостей. Для цього застосовують методи відбору ядра з використанням різниці розмірів, щільності, стану поверхні лущеного зерна. Ядро відбирають у просівальних машинах (розсійники, крупосортувальні), трієрах, круповідокремлювальних машинах (падді-машини, круповідокремлювальні А1-БКО). В просівальних машинах відбирають ядро під час сортування, наприклад гречки на ситах з круглими отворами. Розміри ядра і нелущеного зерна різні, що дає можливість розділити їх на ситах. У трієрах використовують принцип розділення за довжиною. Найбільша різниця за довжиною цілих нелущених зерен і ядер характерна для вівса, трішки менша для рису. Для цього застосовують дискові трієри з карманоподібними чарунками (комірки, ланки) розміром 9x9 мм і завглибшки 4,0 мм. Ядро подають у чарунки під час обертання дисків і виводять із машини через вихідний патрубок.

У відокремлювальних машинах суміш лущеного і нелущеного зерна розділяють на основному робочому органі — сортувальному столі. Дно цього стола — плоский металевий (сталевий) лист, на поверхні якого виштамповані чарунки (комірки) завглибшки 1 мм розмірами 5x5 мм. Чарунки обернені випуклим боком назовні. Внаслідок різниці коефіцієнтів тертя і густини лущеного і нелущеного зерна, завдяки коливанням стола, а також відповідному куту його нахилу і профілю чарунок відбувається ефективний розподіл суміші зерна. Круповідокремлювальні машини призначені для відокремлення ядра рису, гречки, вівса. Технологічна ефективність процесу круповідокремлення визначається точністю розподілу зернової суміші, чистотою відокремлення лущеного зерна і разом із продуктивністю машин є основним показником результатів сортування продуктів лущення.

Шліфування і полірування ядра. Після лущення на поверхні зерна залишаються частки оболонок, які містять клітковину, що не засвоюється організмом людини, частково — алейроновий шар і зародок. Відокремлення в результаті шліфування оболонок і алей-ровового шару покращує зовнішній вигляд крупів, підвищує їх поживну цінність, покращує кулінарні властивості, знижує тривалість варіння, зменшує водопоглинальну здатність тощо. Відокремлення зародка зменшує вміст жиру і тим самим покращує умови зберігання крупів, оскільки жир нестійкий під час зберігання і може надавати продуктові присмаку гіркоти.

Відрізняють два види шліфування: шліфування цілого і подрібненого ядра для виробництва номерних шліфованих крупів. Завдяки шліфуванню подрібнене ядро набуває круглої (кулеподібної) форми.

Принцип дії всіх машин, що призначені для шліфування, ґрунтується на багаторазовій інтенсивній дії абразивної і металевої поверхні робочих органів при взаємному терті частинок, в результаті чого порушуються зв'язки ядра з оболонкою, відбувається стирання оболонок. Для шліфування рису і вівса використовують шліфувальні посади, в яких ядро обробляється в робочому просторі, утвореному абразивним конусним барабаном, який обертається, і нерухомою ситовою металевою поверхнею. Для рису застосовують також машини, які обробляють ядро в робочій зоні, де воно шліфується, проходячи між обертовими барабаном і ситовим циліндром. Для шліфування подрібненої крупи використовують луско-шліфувальні машини А1-ЗШН-3.

У процесі шліфування одержують значну кількість мучки, яка зростає зі збільшенням інтенсивності оброблення продукту: рису — до 10-11, перлової крупи — до 40 \% та ін. У процесі шліфування утворюється також невелика, але небажана кількість подрібненого ядра. Ефективність процесу шліфування можна оцінити кількістю відокремленої мучки, зміною кольору крупів, зміною вмісту в крупі різних хімічних речовин (зольність, вміст заліза та ін.).

Крім шліфування, в технології оброблення деяких видів крупів (рис, горох) застосовують полірування ядра. Полірування покращує товарний вигляд крупів: на поверхні ядра зникає мучка, загладжуються подряпини, що утворилися під час шліфування, поверхня крупів стає гладкою, полірованою. Полірування проводять на машинах, які за принципом дії аналогічні шліфувальним. Робочі органи цих машин виробляють із м'якого матеріалу — шкіри, тканини або іншого еластичного матеріалу, їх абразивні поверхні роблять з меншою зернистістю.

Різання ядра застосовують для оброблення лущеного, а інколи і шліфованого ядра для вироблення номерних крупів (пшенична, кукурудзяна, перлова, ячмінна). Для подрібнення використовують вальцьові верстати і барабанні дробарки. Для створення сприятливих умов для подрібнення передбачають попереднє сортування продукту за розмірами. Сортування продукту на фракції дає можливість правильно встановити режими для подрібнення великого та малого ядра.

Залежно від вимог, що ставляться до кінцевих продуктів, визначають два способи подрібнення ядра. За першим способом, який застосовують для виробництва подрібненої ячмінної і кукурудзяної круп, ядро подрібнюють, потім сортують за розмірами (номерами) у просіювальшіх машинах, провіюють для відокремлення оболонок і одержують кінцевий продукт. За другим способом, який застосовують для виробництва номерних шліфованих круп (перлова з ячменю, Полтавська і кукурудзяна), ядро подрібнюють на великі частини, розсортовують на фракції за розмірами і потім кожну фракцію окремо подають на шліфування.

Режим подрібнення встановлюють залежно від технологічних властивостей переробленої культури, виду крупи. Вихід сторонніх продуктів (мучка, інші нродукти), що одержують в результаті подрібнення ядра, повинен бути мінімальним.

Сортування і контроль продукції — заключний етап переробки зерна на крупи. Його мета полягає в тому, щоб покращити якість крупів у результаті підвищення в них вмісту доброякісного ядра. Вміст у готовому продукті сторонніх частинок і погано оброблених зерен не повинен перевищувати припустимих норм.

Розвинений процес контролю цілих неподрібнених крупів (ядра) передбачає:

просіювання на ситах для відокремлення більших і менших частинок, ніж крупа;

оброблення ядра (рис, овес, пшоно) для відокремлення недо-лущених і недоброякісних зерен;

сортування в трієрах крупів (рисова, вівсяна) для відокремлення частинок ядра; просіювання в аспіраційних машинах для відокремлення оболонок і мучки;

контроль у магнітних апаратах для відокремлення металома-гнітних домішок.

Контроль подрібнених крупів простіший, ніж контроль цілих крупів. Подрібнені крупи, що одержані під час перероблення ячменю, пшениці, кукурудзи, в процесі контролю розсортовують на ситах за розмірами (номерами). Номер крупів характеризує величину частин, що входять в окрему фракцію і визначається розміром отвору сита, через яке одержані крупи йдуть проходом. Подрібнені крупи (ячмінна і кукурудзяна) сортують за трьома номерами (1, 2, 3). Перлову, пшеничну і кукурудзяну номерну крупи після шліфування і полірування сортують за п'ятьма номерами. Крупу кожного номера провіюють в аспіраторах і контролюють у магнітних апаратах.

Контроль відходів лущильного відділення. До відходів належать сторонні продукти — головним чином мучка і лузка (лушпиння). Під час контролю відходів, по-перше, із сторонніх продуктів відокремлюють нормальне ядро, яке можна використати для одержання крупів, по-друге, із менш цінних відходів (лузка) вилучають більш цінні (мучка). Мучку контролюють просіюванням для відокремлення частини ядра і провіюванням в астращйних колонках для відокремлення лушпиння. Лушпиння для контролю (відокремлення з нього мучки і частин ядра) просіюють і провіюють в астращйних машинах.

Особливості виробництва різних видів крупів

Пшоно шліфоване. На вітчизняних круп'яних заводах виробляють один вид крупів із проса — пшоно шліфоване трьох сортів: вищий, перший та другий. Пшоно шліфоване це ядро проса, звільнене від оболонок і зародка та частково від алейронового шару. Для основного очищення зерна проса від домішок за схемою процесу виробництва пшона використовують триразове послідовне очищення зерна в повітряноситових сепараторах. На першій системі сепарування зерно проходить магнітний захист і надходить до другої системи сепарування, а потім до третьої. На другій і третій системах сепарування відокремлюють малу і велику фракції та домішки.

Крупну фракцію проса сортують у розсійнику для додаткового відбору дрібного зерна. Обидва потоки (велике і дрібне зерно) окремо спрямовують в аспіратори (повітряні сепаратори), які відвіюють повітрям недорозвинені зерна проса. За наявності мінеральних домішок фракції обробляють у каменевідбірних машинах і зважують. Відходи контролюють на буратах і в аспіраторах.

Очищене від домішок зерно переробляють послідовним лущенням у вальцедекових верстатах. Повного лущення проса досягають у результаті дворазового його оброблення на верстатах. Після першого лущення продукт двічі провіюють в аспіраторах, відокремлюють луску, а суміш лущених і нелущених зерен спрямовують на другу систему лущення. Після другого лущення продукт провіюють. На деяких заводах продукти, що одержані в результаті лущення, розсортовують у розсійниках, але найчастіше через утворення порівняно малої кількості подрібненого ядра і мучки їх тільки провіюють. Відокремлені домішки контролюють у просівальних машинах — буратах.

Після лущення одержане ядро містить частки алейронового шару, оболонок і зародка. Тому таке ядро обробляють у шліфувальних машинах. В результаті шліфування змінюється хімічний склад ядра: кількість білка знижується на 9-10 \%, сухого жиру — на 30-35, мінеральних речовин — на 35 \%, Після відокремлення оболонкових шарів скорочується час варіння крупів і збільшується коефіцієнт їх розварюваності. Хороше шліфування збільшує вихід мучки на 4 \% (від маси зерна).

Шліфоване зерно два рази провіюють в аспіраторах і контролюють у розсійнику чи крупосортувальці, знову провіюють в аспіраторах і контролюють на магнітних апаратах. Всі відходи, що одержані в лущильному відділенні, контролюють для вилучення з них додатковим просіюванням подрібненого ядра і мучки.

Гречана крупа. Гречана крупа належить до числа найцінніших видів крупів; її використовують також у дієтичному харчуванні. Залежно від застосування гідротермічного оброблення зерна виробляють крупу пропарену (швидкорозварювальну) і не пропарену (звичайну).

Технологічний процес перероблення зерна гречки на крупу складається із таких послідовних операцій:

очищення зерна від домішок дворазовим пропусканням через сепаратори, потім через трієри (при засміченні вівсюгом чи зерном пшениці) і каменевідбірники;

гідротермічне оброблення очищеного зерна в пропарниках, сушарках і охолодниках;

попереднє сортування на крупосортувальних машинах за двома фракціями (велике і дрібне зерно).

У лущильному відділенні проводять остаточне сортування за шістьма фракціями. Потім їх паралельними потоками лущать у ва-льцедекових верстатах, суміш продуктів душення гречки кожної фракції розсортовують у розсійниках для розподілу продуктів лущення. Одержані зерна (ядрицю) після додаткового оброблення в аспіраторах (повітряних сепараторах) для відокремлення лушпиння спрямовують (після контролю) у готову крупу. Проділ (подрібнене зерно) перед контролем просіюють у розсійниках для відокремлення мучки і частинок лушпиння. Залежно від якості ядрицю поділяють на перший і другий сорти. Проділ на сорти не поділяють.

Рисова крупа. Технологічний процес у зерноочисному відділенні включає такі операції: триразове послідовне очищення зерна в сепараторах і оброблення в каменевідбірних машинах (за наявності мінеральних домішок). У лущильному відділенні зерно рису лущать у машинах з гумовими вальцями, але можна застосувати і лущильні посади.

Продукти лущення сортують у розсійниках та паді-машинах. Для відокремлення лушпиння використовують повітряні сепаратори. Після шліфування продукт також провіюють у повітряних сепараторах і одержують шліфований рис. Для виробництва полірованого рису ядро після шліфування подають у полірувальні посади. Подрібнений рис поліруванню не підлягає.

Вівсяна крупа. Овес від домішок очищають дворазовим пропусканням через сепаратори. Для очищення від домішок, які відрізняються від вівса довжиною, застосовують трієри. Для відокремлення подвійних зерен, остюків, руйнування грудочок землі використовують оббивну машину і повітряний сепаратор. Далі очищене зерно подають на гідротермічне оброблення з застосуванням пропарювання, сушіння і охолодження. Перед лущенням овес поділяють на дві фракції в сепараторі, на якому до кінця відокремлюють домішки.

Одержані велику і дрібну фракції окремими потоками спрямовують до шеретувальних посадів або до оббивних машин. Після лущення суміш просіюють для відокремлення мучки і дробину просіюють у повітряних сепараторах для відокремлення лушпиння. Ядро після круповіддільних машин подають на шліфування в посади. Остаточний контроль крупів після шліфування проводять на сортувальних машинах для відокремлення великих домішок, подрібненого ядра і мучки.

Ячмінна крупа. Із зерна ячменю виробляють перлову і ячну крупи. Особливість їх виробництва полягає в способах оброблення звільненого від квіткових оболонок ядра. Для очищення зерна від домішок передбачено три системи сепарування в повітроситових сепараторах, відбір мінеральних домішок з використанням трієрів, лущення зерна в оббивних машинах або машинах А1-ЗШН-3. Одержані після лущення продукти сортують за розмірами. Перлову крупу одержують у результаті шліфування і полірування цілого і подрібненого ядра, ячмінну — подрібнення ядра у вальцьових верстатах. Перлову крупу за розмірами поділяють на п'ять, а ячну — на три номери.

Пшенична крупа. Пшеничну шліфовану крупу виробляють з твердої пшениці і поділяють на два види: Полтавську, що сортується за чотирма номерами, і Артек, які відрізняються за розмірами частинок.

Технологічний процес одержання крупів із пшениці в основному аналогічний процесу одержання перлової крупи з ячменю. Для підвищення ефективності відокремлення оболонки зерна і зниження подрібнення ендосперму в схемі підготовки передбачають обов'язкове зволоження зерна з наступним зневоложенням протягом 30-120 хв перед оббивними машинами попереднього лущення. Замість оббивних машин можна застосувати шліфувальні машини А1-ЗШН-3. Основне шліфування проводять із застосуванням тих самих машин. Шліфоване зерно подрібнюють у вальцьовому верстаті. Після полірування кожної фракції крупи її сортують на Полтавську за номерами та Артек.

Кукурудзяна крупа. Схема технологічного процесу підготовки зерна кукурудзи до перероблення в основному така сама, як і підготовки пшениці для вироблення круп Полтавської і Артек. Вона включає в себе дві системи сепарування у повітряноситових сепараторах, відокремлення мінеральних домішок, зволоження або пропарювання з наступним зневоложенням зерна. Гідротермічне оброблення застосовують для того, щоб зародок, що містить велику кількість жиру і вітаміну Е, краще відокремлювався від зерна кукурудзи. Процес виробництва крупи полягає в подрібненні зерна, відбиранні зародка на пневмосортувальному верстаті, шліфуванні, сортуванні і контролі крупів. Сортування кукурудзяної крупи за номерами аналогічне сортуванню під час виробництва круп перлової і Полтавської. Передбачено окреме перероблення зерна для вилучення з нього олії.

Крупи з гороху. Схема очищення і підготовки гороху до лущення відносно нескладна. В зерноочисній дільниці горох очищають від домішок на повітряноситових сепараторах, а потім проводять його оброблення пропарюванням або зволоженням, сушінням і охолодженням. Підготовлений до лущення горох подають до розсійника на розсортування на велику і дрібну фракції, які лущать окремо із застосуванням машин А1-ЗШН-3. Шліфують і полірують з використанням тих самих машин окремо великий, дрібний і відокремлений після лущення колотий горох. Цілий горох додатково полірують на зерновій щітковій машині.

Крупи підвищеної харчової цінності. Більшість видів крупів має недостатньо високу харчову цінність, неоднаковий вітамінний і мінеральний склад. Для підвищення їх харчової цінності застосовують комбінування круп'яних продуктів з додатковими компонентами тваринного походження — сухого знежиреного молока, яєчного білка. Знежирене молоко містить багато повноцінного білка, легкозасвоюваних кальцію і фосфору, а також ряд вітамінів. Для виробництва комбінованих крупів підвищеної харчової цінності використовують рис подрібнений, проділ гречаний, горох колотий, ячну та вівсяну крупи. Крупи додатково очищують від домішок, у разі потреби обробляють у мийній машині і висушують. Підготовлені компоненти подрібнюють у вальцьовому верстаті і змішують у необхідному співвідношенні. Одержану суміш зволожують гарячою водою до 27-34 \% і пресуванням на спеціальних машинах надають частинкам форму, що імітує справжню крупу. Після пресування крупу висушують, охолоджують і просіюють на ситах для відокремлення дрібних частинок і мучки, які повертають на повторне пресування.

Крупи підвищеної поживності виробляють різноманітного асортименту. Наприклад, крупи мають такий склад, \%: Ювілейна: рисове борошно — 75, борошно макаронне першого сорту — 15, знежирене сухе молоко — 10; Флотська: борошно гречане 70, борошно ячневе — 30; Спортивна: борошно вівсяне — 90, знежирене сухе молоко — 10.

Пластівці і плющені крупи. Механічним обробленням зерна — лущенням, подрібненням, шліфуванням, поліруванням одержують крупи, що потребують значного часу для приготування із них харчових продуктів. Істотно знизити час готування їжі можна використанням гідротермічного оброблення готової крупи і додаткового її оброблення розплющенням, обсмаженням тощо.

Широкого застосування набуло виготовлення пластівців із не-варених і варених крупів. Пластівці із невареної крупи виробляють із вівсяного, ячмінного ядра або шліфованих крупів великих номерів (перлова, Полтавська та ін.). Основні операції у виробництві пластівців складаються із попереднього контролю крупів, її ггідсу-шення, пропарювання і нетривалого зволоження. Пропарену крупу розплющують і одержані пластівці підсушують. Ці операції сприяють збільшенню харчової цінності крупів (відбувається часткова клейстеризація крохмалю і утворення декстринів), покращанню смаку крупи і підвищенню її засвоювання. Тривалість варіння такого продукту скорочується приблизно в 2,0-2,2 рази у порівнянні з крупою, що йде на виготовлення пластівців.

Вівсяні пластівці. Геркулес виробляють сплющенням вівсяної крупи вищого сорту до товщини 0,5-0,7 мм. Безпосередньо перед переробкою на пластівці проводять попередній контроль крупів для відбору подрібнених крупів і випадкових домішок, оскільки пластівці повинні відповідати високим вимогам за якістю. Крупи підсушують до вологості вище 12 \% у тому разі, якщо устаткування для сушіння не забезпечує зниження вологості до 11,5-11,8 \%. Перед плющенням крупи пропарюють і зволожують протягом 3 хв., що сприяє рівномірному розподілу вологи і підвищенню пластичності крупів.

Плющення підготовленого ядра проводять на спеціальному плющильному верстаті з двома паралельними вальцями з гладкою поверхнею, що обертаються назустріч один одному. Для плющення ядра використовують також звичайні вальцьові верстати. Теплі і вологі пластівці після розплющення підсушують, а потім охолоджують. Після охолодження пакують у картонні коробки місткістю 0,25-1,0 кг.

Плющена вівсяна крупа. Плющену крупу зазвичай називають швидкорозварювальною. Процес виробництва плющеної крупи відрізняється тільки режимом плющення ядра. Поверхня ядра в результаті плющення повинна мати відтиск рифлів вальців з обох боків. Розплющене ядро має товщину 0,2-0,5 мм.

Пелюсткові пластівці. Виробляють із вівсяного ядра вищого сорту Процес і режим виробництва аналогічні виробництву пластівців Геркулес, відрізняються додатковим шліфування ядра. Пластівці виробляють також із перлової крупи великих номерів (№ 1, 2), пшеничної, Полтавської, горохової та ін.

Дефекти. Причиною виникнення дефектів у крупах може бути використання недоброякісного зерна, порушення технології виготовлення, недотримання режимів і строків зберігання. Основними є дефекти органолептичних, фізико-хімічних показників і дефекти мікробіологічного характеру (табл. 1.2).

Таблиця 1.2

Закінчення табл. 1.2

Питання для самоперевірки

Чинники, які впливають на формування якості крупів.

Вимоги до якості зерна, яке використовуються для круп'яного виробництва.

Особливості будови окремих круп'яних культур, що впливають на процес переробки.

Послідовність виконання технологічних операцій виробництва крупів.

Технологічні операції очищення зерна для переробки та їх вплив на формування якості готових крупів.

Гідротермічна обробка: сутність, способи, вплив на якість крупів.

Лущення: сутність, способи, вплив на якість крупів.

Шліфування та полірування: сутність обробки, вплив на якість крупів.

Виробництво подрібнених (різаних) крупів.

Особливості формування якості гречаних крупів в процесі виробництва.

Особливості формування якості рисових крупів в процесі виробництва.

Особливості формування якості крупів з проса в процесі виробництва.

Особливості формування якості крупів з вівса в процесі виробництва.

Особливості формування якості пшеничних і кукурудзяних крупів в процесі виробництва.

Особливості формування якості ячмінних та горохових крупів в процесі виробництва.

Формування якості крупів підвищеної харчової цінності.

Технологія виробництва пластівців та пелюстків.

Дефекти крупів та причини їх виникнення.

Тести

Які круп'яні культури належать до зерна з міцним зв'язком оболонки і ядра?

а)         пшениця, рис, ячмінь;

б)         кукурудза, пшениця, гречка;

в)         ячмінь, просо, овес;

г)         рис, гречка, овес.

Які показники зерна є найважливішими при переробці їх на крупи?

а)         вологість, зольність;

б)         вміст чистого ядра, форма, крупність;

в)         колір, зольність;

г)         органолептичні властивості, вологість.

За допомогою яких машин проводять очищення зерна гречки?

а)         вівсюгоподібні;

б)         куполеподібні;

в)         трієри;

г)         обрушувальні.

Яка обробка дає можливість змінити технологічні властивості круп'яного зерна?

а)         гідротермічне оброблення;

б)         очищення зерна;

в)         лущення;

г)         шліфування.

Мета якої технологічної операції відокремити квіткові оболонки рису?

а)         сортування;

б)         шліфування;

в)         полірування;

г)         лущення.

Для яких зернових культур застосовують лущення з тертям на абразивній поверхні?

а)         ячмінь, пшениця, горох;

б)         кукурудза, гречка, просо;

в)         пшениця, рис, гречка;

г)         для будь-якого зерна.

Яка технологічна операція забезпечує видалення зародка при переробці зерна на крупи?

а)         сортування;

б)         шліфування;

в)         полірування;

г)         лущення.

Для яких крупів застосовують полірування ядра?

а)         рис, пшениця;

б)         рис, гречка;

в)         горох, ячмінь;

г)         горох, рис.