Способы и режимы гидротермической обработки зерна

На мукомольных заводах применяют два способа кондици­онирования: холодное и скоростное.

Холодное кондиционирование. Способ холодного кон­диционирования является наиболее распространенным. Два варианта этого способа включены в типовые схемы подготовки зерна к переработке, отличающиеся применяемым для его реализации оборудованием.

Первый вариант. Основное увлажнение произ­водится в машинах мокрого шелушения А1-БМШ,при этом зерно увлажняется примерно на 2%. Так как такого увлажне­ния может быть недостаточно, повторное увлажнение предус­матривается в увлажнительных аппаратах А1-БУЗ. Зерно увлажняется примерно на 1,5% и направляется в бункера для отволаживания, где влага в течение определенного времени распределяется между анатомическими частями зерна, прони­кает в капилляры и микротрещины эндосперма, ослабляя связи между его частицами. На этом этапе усиливается различие в физико-механических свойствах оболочек и эндо­сперма: эндосперм становится более хрупким, а оболочки пластичными.

Второй вариант предусматривает увлажнение в машинах интенсивного увлаж­нения А1-БШУ, где на обра­ботку зерна используют только то количество воды, которое не­обходимо для его увлажнения, при этом, естественно, сточные воды отсутствуют. Ап­параты А1-БШУ-2 позволяют доводить в зерно до 5% влаги за счет интенсивного его переме­шивания лопатками-бичами, установленными на высокооборот­ном роторе. После увлажнения зерно отволаживают в бункерах, как и в первом варианте. Для возможности повторного увлаж­нения зерна предусмотрены такие же аппараты, как и для первичного, или аппараты А1-БУЗ.

В практике мукомольных предприятий имеются и другие варианты увлажнения зерна. При использовании моечных машин происходит его увлажнение, после которого зерно отволаживают в бункерах. Но, так как при подготовке доста­точно влажного или сухого зерна, возможно, его переувлажне­ние или недоувлажнение, после моечной машины устанав­ливают увлажнительные машины непосредственно перед бункерами. В случае недоувлажнения зерна в него вводят дополнительно необходимое количество воды, в случае воз­можного переувлажнения влажного зерна в моечной ма­шине его не моют, а только увлажняют в увлажнительном аппарате.

Независимо от способов холодного кондиционирования непосредственно перед размолом должен быть предусмот­рен обязательный этап доувлажнения зерна с кратковремен­ным отволаживанием. Цель этой технологической опера­ции — усилить различие во влажности и соответственно физико-механических свойствах оболочек и эндосперма не­посредственно перед измельчением. В соответствии с этим степень увлажнения и время отволаживания выбирают таки­ми, чтобы влага проникла в основном в оболочки зерна, в результате чего последние, насыщенные водой, приобретают повышенную эластичность, а эндосперм сохраняет хрупкость. При размоле зерна оболочки вымалываются легче, снижает­ся возможность попадания измельченных частиц оболочек в муку, а это повышает ее белизну иулучшает товарный вид.

На этом этапе влажность зерна повышается на 0,3...0,5%, а длительность отволаживания не превышает 20—30 мин. Так как к зерну добавляется небольшое количество воды, а длительность отволаживания тоже невелика, то для увлажне­ния требуются аппараты, в которых вода подается в рас­пыленном состоянии, а именно аппараты А1-БАЗ или А1-БШУ-1.

Режимы холодного кондиционирования. Под режима­ми холодного кондиционирования понимают такие параметры процесса, как влажность зерна после увлажнения (технологи­ческая влажность) и длительность его отволаживания.

Режимы холодного кондиционирования мягкой пшеницы при выработке сортовой муки устанавливают на основе следу­ющих характеристик зерна: влажности зерна после увлажне­ния — исходя из его типа и стекловидности; длительности отволаживания — исходя из типа зерна, стекловидности и начальной влажности.

В результате исследований и практики работы предприятии установлены такие зависимости: наименьшая технологическая влажность характерна для зерна III типа, наиболь­шая — IV типа. Промежуточное значение имеет влажность зерна I типа при прочих равных условиях. Чем выше стекловидность зерна (в пределах типа), тем выше и технологическая влажность.

Увлажнение и отволаживание пшеницы с исходной влаж­ностью менее 12% рекомендуется осуществлять в два этапа, при этом соотношение прироста влаги и длительности отволаживания на первом и втором этапе должно составлять пример­но 3:1.

Помимо основного увлажнения и отволаживания после завершения подготовки зерна непосредственно перед размо­лом его рекомендуют увлажнить дополнительно на 0,3—0,5% и отволаживать в течение 0,3—0,5 ч.

Гидротермическая обработка твердой и высокостекловидной мягкой пшеницы при производстве муки для макаронных изделий производится по методу холодного кондиционирова­ния.

Анализ режимов холодного кондиционирования показыва­ет, что влажность зерна как при подготовке зерна для производства хлебопекарной, так и макаронной муки пример­но одинакова, но при производстве макаронной муки длитель­ность отволаживания почти вдвое меньше. Это объясняется тем, что макаронная мука представляет собой крупку, для получения которой не требуется значительного разупрочне­ния эндосперма как при выработке мелкой хлебопекарной муки.

Скоростное кондиционирование. Многочисленными исследованиями установлено положительное влияние тепла на процессы, происходящие при увлажнении и отволаживании зерна, ускоряя и углубляя их.

Одним из способов гидротермической обработки с исполь­зованием тепла является так называемое скоростное кондици­онирование. Первой операцией является обработка зерна паром в так называемых аппаратах скоростного конди­ционирования (АСК). Обработка паром приводит как к нагре­ву зерна, так и к его увлажнению за счет конденсации пара. Дополнительная тепловая обработка зерна осуществляется при его кратковременном нахождении в теплоизолированном бункере для темперирования. Затем подогретое зерно интенсивно охлаждается холодной водой в моечной машине, после чего избыток воды удаляется во влагоснимателях, представляю­щих собой шахтные сушилки, где зерно подсушивают возду­хом с температурой порядка 50°С во избежание пересуши­вания оболочек. Перед бунке­рами для отволаживания мо­жет быть установлен увлажни­тельный аппарат, в котором ув­лажняют зерно в случае излиш­него съема влаги во влагоснима­теле.

Резкие изменения во влаж­ности и температуре зерна при пропаривании, охлаждении, под­сушивании приводят к появле­нию внутренних напряжений и разупрочнению структуры хруп­кой части зерна — эндосперма. Поэтому последующее отволаживание завершает внут­ренние структурные преобразования сравнительно быст­ро—в течение 2—3 ч. Именно такая продолжительность отволаживания и рекомендуется при скоростном кондициони­ровании.

При проведении скоростного кондиционирования добиваются примерно такой же технологической влажности зерна, как при холодном кондиционировании, а длительность отвола­живания практически мало зависит от вида пшеницы и составляет нe более 3 ч.

Дополнительным параметром процесса является предель­ная температура нагрева зерна, которая не должна превышать 10-60 ˚С.

Температура нагрева зерна зависит от качества его клей­ковины. Нагрев способствует укреплению слабой клейковины, поэтому зерно с такой клейковиной можно нагревать до верхнего продела температуры 60 ˚С и дополнительно вы­держивать при такой температуре в теплоизолированном бункере до 10 мин. Зерно с крепкой клейковиной нельзя нагревать до температуры выше 40˚С, так как в противном случае оно потеряет свою эластичность, что приведет к резкому ухудшению хлебопекарных достоинств муки. Нет необходимости такое зерно темперировать в бункере.

В силу относительной сложности и энергоемкости этот процесс применяется на предприятиях мало. Видимо, его целесообразно применять в районах с суровой зимой, когда на переработку поступает зерно с низкой температурой.

Кондиционирование зерна ржи. При подготовке зерна ржи к переработке в сортовую муку применяют холодное кондиционирование. Особенностью структуры ржи является более пластичная структура эндосперма, которая ограничивает влажность зерна перед размолом. Поэтому единственным вариантом гидротермической обработки является вариант с увлажнительной машиной и бункерами для отволаживания.

Ни моечные машины, ни машины мокрого шелушения при гидротермической обработке не применяются.

Кондиционирование применяют только тогда, когда влаж­ность зерна ниже 14%. Рекомендуются такие ориентировочные режимы кондиционирования: увлажнение зерна до влажности 14...15%, отволаживание в течение 3...6 ч.

Технология отволаживания зерна. Помимо увлажне­ния важная роль отводится правильной организации отвола­живания зерна в бункерах. Зерно в силосах отволаживают в статическом или динамическом режиме. При статическом отволаживании бункера заполняют и разгружают поочередно через определенный интервал времени в соответствии с графиком. Динамический режим отволаживания предусматривает непрерывно-поточное заполнение и разгрузку силосов. При этом обеспечивается лучшее использование имеющихся бун­керов, повышается равномерность отволаживания подготов­ленного зерна. Для достижения равномерного гравитационно­го движения зерна по всей площади поперечного сечения бункера в его днище должно быть несколько выпускных отверстий.