Раздел 2. ПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ПУТЕМ РАЗБОРКИ С/Х СЫРЬЯ НА КОМПОНЕНТЫ
Характеристика сырья и особенности мукомольного производства
Свойства муки зависят прежде всего от химического состава и строения эндосперма зерна — места отложения питательных веществ. Его основную массу составляют природные полимеры — крахмал и белки. Их общее содержание в зерне пшеницы составляет около 85 % на сухое вещество. Строение эндосперма зерна определяет особенности вырабатываемой муки.
Различают три вида пшеницы: мягкую, мягкую стекловидную и твердую (дурум). Ткани эндосперма зерна мягкой пшеницы имеют мучнистую непрозрачную структуру, состоящую из мелких зерен крахмала, заключенных в тонкие прослойки белковых веществ. Из такого зерна вырабатывают хлебопекарную муку. Клетки эндосперма стекловидных, твердых видов пшеницы окружены толстыми аморфными прослойками белков, придающих им прозрачность. Стекловидные зерна по сравнению с мучнистыми имеют большие плотность, абсолютную массу и прочность. Из них вырабатывают муку (в виде крупки или полукрупки) для макаронных изделий.
В зависимости от качества муку подразделяют на обойную, высшего, 1-го или 2-го сорта и крупчатку. Обойная мука вырабатывается из несеяной муки и содержит в своем составе измельченные частицы эндосперма зерна и наружной оболочки (отрубей). Сортовую муку производят из сеяной муки. Каждый сорт муки регламентирован соответствующими характеристиками свойств муки: цветом, зольностью, крупностью помола и количеством сырой клейковины.
Качество муки существенно зависит от содержания в ней частиц оболочки — отрубей. Основными структурными компонентами оболочки являются клетчатка и зольные элементы (кремний, фосфор, калий и др.). Поэтому величина зольности муки является косвенной характеристикой количества отрубей. В общем случае считается: чем ниже зольность муки, тем меньше она содержит отрубей и имеет более высокое качество.
Средний химический состав пшеничной муки (%): крахмал — 66..79; клетчатка —0.1...1,9; сахара— 1,5...3,0; белки— 10,3... 12,5; жир — 0,9... 1.9; зола— 0,5...1,5. Допустимая стандартная влажность муки 15 %.
Промежуточными продуктами помола зерна являются крупки различных размеров. Крупка чистого эндосперма зерна является высококачественным продуктом: крупчатка хлебопекарной муки, крупка и полукрупка макаронной муки или манная крупа. Крупка, на поверхности которой имеется оболочка, при сортовых помолах подлежит дальнейшей обработке с целью удаления оболочки.
Мукомольные предприятия малой мощности, как правило, размещаются в местах потребления продукции. Сущность производства сортовой муки заключается в измельчении зерна и разделении его составных частей: оболочек, эндосперма и зародыша.
Очистка зерна от примесей. Наружную поверхность зерна очищают от пыли, отделяют бородки и частично снимают плодовые оболочки и зародыши на обоечных и щеточных машинах. В энтолейторах зерно и продукты его измельчения подвергают стерилизации путем ударных воздействий. В результате живые вредители уничтожаются, зерна с личинками разрушаются, а личинки в основном погибают.
Гидротермическая обработка. При сортовых помолах качество муки повышают путем гидротермической обработки зерна. В результате такого воздействия ослабляются связи между эндоспермом и оболочками, при этом структура оболочек из хрупкого состояния переходит в пластично-вязкое. Все это в совокупности облегчает отделение плодовых и семенных оболочек зерна с минимальными потерями эндосперма. Кроме того, улучшаются хлебопекарные качества муки вследствие воздействия теплоты на белковый комплекс увлажненного зерна. На многих этапах производства из зерна и продуктов его измельчения удаляют металлопримеси.
Драное (крупообразующее) измельчение зерна. Зерно измельчают двумя параллельными цилиндрическими вальцами, вращающимися навстречу один другому с различными скоростями. Обычно применяют нарезные мелющие вальцы, на поверхности которых нанесены рифли. Профиль, уклон, количество и взаимное расположение рифлей выбирают в зависимости от требуемой крупности помола и прочностных характеристик измельчаемого зерна. Они должны обеспечивать максимальное количество крупок различных размеров при минимальном выходе порошкообразной муки.
Шлифование крупных и средних крупок. Частицы крупки, на поверхности которых сохранилась оболочка, дополнительно подвергают шлифованию — многократному механическому воздействию рабочих органов шлифовальных машин на продукт. В результате интенсивного трения частиц друг о друга и о рабочие поверхности машины при шлифовании с поверхности крупок удаляются частицы оболочки.
Разделение продуктов измельчения зерна. Процессы разделения занимают значительное место в производстве сортовой муки. Сначала их просеивают на рассевах и разделяют на несколько фракций, отличающихся крупностью частиц. Затем производят сортирование фракций по качеству, т. е. разделяют на частицы, состоящие из чистого эндосперма, и частицы в виде сростков эндосперма с оболочкой. Такую операцию называют обогащением крупок и дунстов (промежуточные по крупности продукты между крупой и мукой). Для обогащения применяются ситовеечные машины, сортирующие сыпучие смеси по геометрическим и аэродинамическим характеристикам частиц. В этих машинах для сортирования по геометрическим признакам (крупности) служат сита, а по аэродинамическим (главным образом по парусности) —потоки воздуха.
Размол продуктов крупообразования и шлифования. После сортирования крупки и дунсты подвергают дальнейшему измельчению на размольных вальцовых станках. Параметры рабочих органов станков и режимы их работы зависят от размеров измельчаемых частиц. Прочность оболочки зерна значительно превышает прочность эндосперма, поэтому при сортовых помолах для разделения продуктов измельчения применяют ударные воздействия.
Вымол сходовых продуктов крупообразования и размола. Продукты размола дополнительно измельчают в быстровращающихся штифтовых и бичевых роторах энтолейторов и деташеров. На последних стадиях драного и размольного процессов осуществляют вымол в бичевых и щеточных машинах. В них исходный продукт подвергают удару и истиранию, в результате чего нарушаются молекулярные силы сцепления между эндоспермом и оболочкой. Происходит отделение эндосперма (в виде муки) от отрубянистых частиц при минимальном их дроблении.
Формирование готовой продукции (муки) по сортам. Формирование по сортам включает весовое дозирование и смешивание продуктовых потоков с отдельных этапов технологического процесса. Продукцию упаковывают в транспортную тару (тканевые мешки) или в потребительскую тару (бумажные пакеты).