8. Методи і режими водно-теплової обробки зерна

В технології виробництва борошна водно-теплову обробку зерна здійснюють для того, щоб підвищити міцність оболонок і знизити міцність ендосперму з метою ефективного його вилучення в найбільш чистому виді. При водно-тепловій обробці змінюються і біохімічні властивості зерна і виробленого з нього борошна: знижується зольність борошна, підвищується вихід і поліпшується якість клейковини, зростає активність ферментів. Ефективність вказаних змін залежить як від вихідних технологічних властивостей зерна, так і від застосованих методів і режимів водно-теплової обробки.

Серед усіх методів ВТО зерна найбільше розповсюдження набув метод холодного кондиціювання, при якому зерно спочатку зволожують, а потім відволожують в бункерах протягом кількох годин для здійснення структурно-механічних і біохімічних змін в зерні, які обумовлюють і визначають технологічні властивості зерна.

Гаряче кондиціювання більш ефективне, оскільки не тільки поліпшує технологічні властивості зерна, а й сприяє скороченню загального часу його кондиціювання.

 

 

9. Контроль відходів і їх класифікація

В технологічних процесах очистки зерна і переробки його в муку одержують побічні продукти і відходи.

Відходи – це не кормовий продукт, який складається з мінерального пилу і мінеральних домішок, соломистих частинок,шкідливої домішки. Вміст зернових продуктів у відходах не більше 2%. До зерна в побічних продуктах і відходах відносять зерно зернових і бобових культур, які за характером походження не відносять до сміттєвої домішки. До основного зерна в побічних продуктах і відходах відносять цілі зерна пшениці (при обробці пшениці) ,або жита (при обробці жита) , що сходять з сита 1,7×20 мм (для пшениці) і 1,4×20 мм (для жита) і не відносяться до зернової або сміттєвої домішки.

При наявності в побічних продуктах і відходах більшої кількості основного зерна вони підлягають додатковій обробці з метою вилучення основного зерна. Побічні продукти і відходи за своєю якість повинні відповідати вимогам діючих стандартів і технічних умов.

10. Стан техніки безпеки й охорони праці в робочому відділенні

Безпека – це попередження шкідливої дії машин на навколишнє середовище в процесі життєвого циклу машини.

Вимоги включають:

1.безпеку праці;

2.промислову санітарію;

3.пожежну безпеку;

4.вибухобезпеку;

5.економічну безпеку.

Безпека праці: найважливіша вимога при створенні машин – це забезпечення безпечних умов праці працівників. Для цього машина повинна відповідати ряду вимог. Управління та обслуговування машин мають бути максимально автоматизованими та механізованими.

При роботі машини виникають коливальні рухи, які залежно від частоти можуть проявлятися у вигляді шуму та вібрації.

Основні характеристики шуму: частота та період. Людське вухо здатне сприймати звуки в певному діапазоні. Характеристикою шуму на робочих місцях є рівні звукового тиску [Дб]. Промисловий шум впливає на нервову систему, проявляється підвищена стомлюваність працівників, знижується концентрація уваги, знижується продуктивність праці, збільшується кількість браку та виробничого травматизму.

Зернопереробні машини мають органи, що швидко коливаються і є джерелом вібрації. Вібрації машин та їх елементів передаються на перекриття, руйнівно діють на саму машину, негативно впливають на показники якості виробленої продукції.

Негативна дія вібрації зростає із збільшенням частоти від 25 – 90 Гц. Вертикальні вібрації найгірші.

Основні причини вібрації:

• не врівноваження має які коливаються або обертаються ;

• неправильне встановлення машин на фундаментах.

Для машин з коливальним рухом найефективніший спосіб боротьби з вібрацією це застосування здвоєних робочих органів, що рухаються на зустріч один одному та

взаємно врівноважуються. Для врівноважених деталей машин їх балансують. Для зменшення передачі вібрації на перекриття та фундамент використовують віброізоляцію.

При проектуванні нових машин для послаблення шуму на робочих місцях по можливості необхідно заміняти ударну дію безударною. Замість зворотно – поступального використовують обертові рухи.

Найбільш шумними з обладнання є компресори та вентилятори. Для зменшення шуму використовують шумопоглинаючі матеріали, використовують захисне покриття, або розміщують в окремих приміщеннях.

Промислова санітарія включає шум та вібрацію на робочих місцях, освітлення, дотримання безпечних розмірів робочих зон. Всі використовувані матеріали повинні мати гігієнічні сертифікати, які допускають їх контакти з харчовими продуктами.

Пожежна безпека. При конструюванні машин важливе значення має пожежна безпека, яка передбачає правильний підбір матеріалів, пристроїв та приладів.

Використовувані матеріали по можливості потрібно вибирати не горючі.

Зерно вогненебезпечний матеріал, тому важливе значення має опрацювання конструкції машин.

Рухомі деталі при неправильній експлуатації та помилках конструкції можуть створювати температурні умови сприятливі для самозаймання продуктів. Для попередження самозаймання обладнання оснащується приладами пожежної безпеки та пристроями запобігання розповсюдження полум’я.

Для цього використовують 2 типи датчиків:

1.датчики, що реагують на іскру;

2.датчики, що реагують на теплове випромінювання.

Ці датчики встановлюють в місцях можливого утворення іскри або полум’я і вони передають сигнал на пристрої протипожежного захисту.

Використовують пристрої 2 видів:

1.пристрої запобігання розповсюдження полум’я (вогнезагороджуючі клапани, швидкодіючі заслінки, аерозоль – газові затвори, швидкодіючі повітряні клапани);

2. пристрої придушення полум’я (пристрої пожежогасіння: водяні, газові, порошкові, пінні, аерозоль – газові).

Найбільш пожежонебезпечними є пожежонебезпечні зерносклади. Вони мають бути обов’язково обладнані термодатчиками та системами дистанційного контролю температури.

У випадку само загорання зерна гасіння водою не є бажаним, оскільки вода при високих температурах здатна розпадатися на кисень та водень, які сприяють інтенсифікації процесу пожежі. Для гасіння борошномельних ємкостей не рекомендовано використовувати воду.

Місце встановлення датчика визначається швидкою дією використання пристроїв і може складати від 3 до 5 м для аерозоль – газових та газових пристроїв та 6 – 9 м для інших пристроїв.

Вибухобезпека зернопереробного підприємства підлягає обов’язковому ліцензуванню. Відповідно всі машини, які використовуються відносяться до вибухонебезпечного обладнання та підлягають обов’язковій сертифікації.

Вимоги вибухонебезпечності поділяють:

1. вимоги до конструкції;

2. вимоги до використовуваного матеріалу;

3. вимоги до приладів і пристроїв пожежогасіння.

Вимоги до конструкцій. Конструкція машин повинна унеможливлювати утворення вибухонебезпечних повітряних сумішей. Для цього машина повинна оснащуватись відповідною аспірацією, повинна мати спеціальні канали для виведення вибухового тиску, вибухорозрядні труби або вибухорозрядні камери.

Зони, де можуть утворюватись вибухонебезпечні суміші, повинні мати мінімальний об’єм, повинні бути достатньо міцними у випадку вибуху. В середині машини не повинно бути застійних зон де б осідав пил.

Конструкція подрібнювальних машин повинна виключати можливість утворення іскри.

Вимоги до матеріалів. Основна вимога – запобігання утворення іскри. Сьогодні в конструкціях використовують полімерні матеріали та нержавіючі сталі. Полімерні матеріали повинні бути антисептичними.

Екологічна безпека. Основні вимоги до конструкції машин з точки зору екології – мінімально шкідлива дія на навколишнє природне середовище.

По-перше – зниження шкідливих пилових викидів в атмосферу від зерноочисних машин через систему аспірації.

По-друге – застосування матеріалів, які в процесі експлуатації не засмічують навколишнє середовище.

Оцінюючи технологічні властивості зернової маси жита їх підрозділяють на три групи, які характеризують загальний стан зернової маси, борошномельні властивості та хлібопекарські властивості.

Для більшості показників, які характеризують загальний стан зернової маси, введені так звані обмежувальні кондиції, які обмежують постачання зерна на борошномельні заводи. Смак, запах, і колір зерна повинні бути нормальними, характерними для зерна. Зерно із стороннім запахом і смаком для виробництва борошна не допускається. Зерно уражене шкідникам хлібних запасів, крім ураження кліщем не вище другого ступеню, необхідно направляти на спеціальні, карантинні підприємства.

Вологість вихідної партії зерна дозволяється до 14%. Така вологість дозволяє зволожувати зерно при його дідготовці до помелу і зміцнювати вологість окремих анатомічних частин, насамперед оболонок, що підвищує їх міцність і полегшує відділення від ендосперму.

Обмежування показників якості зерна за смітною і зерновою домішками, а також особливими домішками, пов’язане з технічною можливістю борошномельних заводів з вилучення цих домішок із зернової маси і забезпеченню виробництва борошна стандартної якості.

Таблиця 2.1

Обмежувальні кондиції на зерно жита (в % не більше)

Показники якості	Обмежувальні кондиції
Вологість	15,5
Смітна домішка	2,0
В тому числі мінеральна	0,5
галька	0,10
шлак і руда	0,05
шкідлива домішка	0,2
гірчак, в’язель	0,1
сажка, головня	0.15
кукіль	0.5
Зернова домішка	4,0
в тому числі пророслих зерен	3,0

Показники для оцінки борошномельних властивостей зерна характеризують поведінку зерна в технологічних процесах переробки в борошно вплив на вихід борошна, її якість і витрати енергвії на виробництво.

Форма та лінійні розміри зерна передбачають вибір схеми сепарування. Характеристику робочих органів повітряно-ситових сепараторах і трієрах, а також робочих органів подрібнюючих та оббивних машин. Лінійні розміри зерна (довжина, ширина, товщина) дають уявлення про його крупність. Крупність зерна характеризується сукупністю його розмірів, а вирівняність – відхиленням розмірів від середнього значення. Чим менше це відхилення, тим вища вирівняність зерна. В зерні крупної фракції менший вміст білку, ніж у дрібній фракції, а якість його краща. Зольність зерна крупної фракції нижче, ніж дрібної, а вміст ендосперму більший. При переробці крупної фракції одержують на 2-3% більше проміжних продуктів при високій їх якості ніж при переробці дрібної фракції.

Скловидність зерна жита невисока – 15…49%, ендосперм переважно борошнистий і напівскловидний, що потребує мінімальних питомих витрат енергії на розмел. При якому одержують високій вихід борошна, при мінімальному виході проміжних продуктів.

Натура зерна жита менша чим в пшениці (700 г/л). Це обумовлено продовгуватою формою і морщинистою поверхньою зерна, що знижує щільність його укладки. Масса 1000 зерен жита коливається від 13…32 г. в залежності від сорту і району вирощування.

За структурно – механічними властивостями зерно жита значно відрізняється від пшениці. При розмелі воно веде себе як пластичне тіло. При відповідній підготовці зерна жита перед помелом можна отримати борошно з низькою зольністю.

Зерна жита можуть бути різного кольору: зеленого, жовтого, коричневого, червоного, фіолетового. Зелені зерна зазвичай крупніші за жовті і коричневі, більш скловидні, у них більший ендосперм і тонкіші оболонки, а тому може бути отриманий більший вихід борошна.

Анатомічні особливості зерна жита відіграють важливу роль в формуванні його технологічного процесу і системі організації ведення технології виробництва борошна. Співвідношення маси анатомічних частинок зерна визначає потенційний вихід продуктів його переробки. Наявність глибокої бороздки в зерні жита суттєво впливає на організацію подрібнення крохмалистої частини ендосперму при сортовому помелі.

Зерно жита складається із трьох основних частин: зародку, ендосперму і оболонок, які мають складну мікроструктуру і відрізняються за хімічним складом, біохімічними властивостями і харчовою цінністю.

При сортових помелах зародок виділяють окремо, тому що він вміщує значну кількість жирів і погіршує якість борошна при його зберіганні із-за окислення жирів.

Ендосперм є внутрішньою, найбільш цінною, частиною зерна і складається з двох частин: алейронового шару, що знаходиться на поверхні ендосперму і борошнистого ядра, яке займає центральну частину зерна. При виробництві сортового борошна високої якості значну частину алейронового шару відділяють разом з оболонками, тому що в його складі знаходиться переважна кількість високомолекулярних вуглеводів (клітковина, пентозани і ін.), які утворюють міцні структури і утруднюють їх здрібнювання. Борошнисте ядро – це найбільш цінна частина зерна. Клітини борошнистого ядра заповнені крупними і дрібними гранулами крохмалю, а між ними знаходяться прошарки білку. Співвідношення крупних і дрібних гранул крохмалю, їх пакування і товщина білкових прошарків характеризують консистенцію борошнистого ядра.

Оболонки розділяють на плодові, що знаходяться на поверхні зерна і насіннєві, які прилягають до ендосперму. Плодові оболонки можна відносно легко відділити при лущенні зерна, а насіннєві оболонки міцно пов’язані з алейроновим шаром і тому їх відділяють від ендосперму в процесі здрібнювання зерна.

Важливим для оцінки технологічних властивостей зерна є кількісні співвідношення складових частин зернівки жита, які коливаються в широких межах: борошнисте ядро – 73…79%, зародок із щитком – 3,53, плодові і насіннєві оболонки – 6,9…13,0, алейроновий шар – 11…12.

Зерно жита вміщує білки, вуглеводи, жири, мінеральні речовини. А також вітаміни, пігменти, ферменти і ін.

Особливостями хімічного складу жита є менша кількість борошняного ядра і білків, до того, ж білки жита не утворюють зв’язаної клейковини із-за значної кількості слизу, який перешкоджає утворенню клейковини. Крохмаль в зерні жита в основному вміщується у внутрішніх прошарках борошнистого ядра. Водорозчинні речовини жита знаходяться у всіх анатомічних частинах, він легко клейстеризується. Найбільша кількість клітковини знаходиться у зародку і алейроновому шарі.

Зерно жита характеризується високим вмістом харчових волокон, вітамінів, які відіграють важливу роль в харчуванні людини та організмі в цілому. Харчові волокна зерна жита представлені геміцелюлозами, целюлозою, лігнінами та слизами. Вміст геміцелюлози в зерні жита ніж в зерні пшениці більше у 2 рази, у 13 разів більше β-глюканів. Характерною ознакою хімічного складу жита є високий вміст слизей – 2,28, що впливає на якість тіста, також в зерні жита на 7,0% вищий вміст целюлози, більше лігніну та сахарів на 16,6 і 30,0% відповідно. Зерно жита містить в 1,2 рази більше вітаміну В1, та у 2,0 рази – В2. вітаміну Е (α-токоферолу) в житі менше на 11%, однак цінних токолів на 40% більше.

Зерно жита містить менше білку, ніж зерно пшениці, однак біологічноцінних фракцій білку – албумінів і глобулінів – у ньому в 4 рази більше ніж у пшениці. Перетравність білку жита в 1,5 рази менша ніж пшениці, що пояснюється підвищиним вмістом в зерні жита геміцелюлози, лігніну та слизів.