Интенсификация подготовки зерна для мельниц малой производительности
На правах рукописи
Галимзянов Данил Альтафович
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОДГОТОВКИ ЗЕРНА ДЛЯ МЕЛЬНИЦ
МАЛОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
| Специальность 05.18.01 - | Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства |
АВТОРЕФЕРАТ
Диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва - 2010
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств».
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
| Егоров Глеб Александрович |
Официальные оппоненты: доктор технических наук
Мелешкина Елена Павловна
доктор технических наук, профессор
Черных Валерий Яковлевич
Ведущая организация: НОУ ДПО «Международная промышленная академия»
Защита состоится « 27 » мая 2010 г. в 10.00 ч на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, 11, ауд. 302.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств».
Автореферат разослан « 26 » апреля 2010 г.
Ученый секретарь Совета
к.т.н., доц. Белявская И.Г.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
В процессе развития мукомольных предприятий актуальными остаются задачи повышения качества и выхода муки с использованием энерго- и ресурсосберегающих технологий.
На современных крупных мельницах, оснащенных новейшим технологическим и вспомогательным оборудованием, достигнут выход муки высшего сорта 75 - 76%, при среднем содержании в зерне эндосперма в количестве 82,5%. Дальнейшая эволюция технологии муки будет идти в направлении упрощения сложной технологической схемы сортового помола пшеницы, за счет более совершенной его подготовки и размола.
В настоящее время в России насчитывается тысячи мельниц малой производительности с примитивной технологией переработки зерна, которые вырабатывают до 5 миллионов тонн муки в год. Основной недостаток данных мельниц нестабильное качество и невысокий общий выход муки, при отсутствии должного контроля качества перерабатываемого зерна, вырабатываемых муки и крупы. Из-за этого ежегодно теряется тысячи тонн зерна, поэтому совершенствование технологии муки для мельниц малой производительности, увеличение выхода и улучшение качества вырабатываемой муки и крупы является своевременной задачей.
Эффективная подготовка была и остается главной задачей при переработке зерна, особенно остро эта проблема касается мельниц малой производительности, так как общая эффективность производства муки более чем на 50% определяется уровнем организации и ведения технологических операций подготовки зерна.
Следовательно, задача интенсификации подготовки зерна для мельниц малой производительности обеспечивающая условия измельчения зерна по сокращенной схеме представляет собой актуальную задачу.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка технологического решения для мельниц малой производительности на основе интенсификация подготовки зерна к помолу.
Для реализации поставленной цели запланировали следующие задачи:
- произвести анализ факторов, обуславливающие низкую эффективность помола на мельницах малой производительности;
- определить рациональные методы подготовки зерна к помолу, включая процесс очистки поверхности зерна шелушением;
- исследовать влияние шелушения зерна на его мукомольные и хлебопекарные свойства;
- изучить возможность эффективного использования малоценного зерна при формировании помольной смеси;
- выявить особенности формирования клейковинного комплекса при использовании в помольной смеси малоценного зерна;
- определить параметры гидротермической обработки (ГТО) зерна для шелушения;
- разработать технологическую схему подготовки и размола зерна с предварительным шелушением и провести производственную проверку.
Научная новизна работы. В результате анализа полученных в ходе исследования результатов имеется возможность сформулировать следующие положения теоретического характера:
На основе изучения особенностей анатомического строения зерна выявлены необходимые условия проявления расклинивающего действия тонких слоев воды при увлажнении зерна, обусловленного особым строением покровных оболочек зерна, неполным формированием слоя трубчатых клеток, при толщине слоя воды несколько мкм.
Условием необходимым для интенсивного измельчения является абразивное шелушение с удалением плодовой и семенной оболочек.
В первом приближении выявлен фактор комплементарности белков клейковины разного качества и установлены условия положительного отхода от аддитивности основных показателей хлебопекарных свойств зерна, включая объёмный выход хлеба, при определённом сочетании в помольной смеси партий сильной и слабой пшеницы. Эффект обусловлен формированием особой структуры клейковины, при котором за счет присутствующих в слабой клейковине низкомолекулярных белков происходит образование новых индивидуальных белков. Это позволило предложить метод подбора компонентов смеси сильной и слабой пшеницы по характеристике электрофоретических спектров глиадина.
Установлена возможность эффективного использования малоценного зерна, в том числе слабой пшеницы на мельницах сортового помола, при формировании помольной смеси с подбором компонентов обеспечивающих комплементарность белков клейковины и положительный отход от аддитивности, с сохранением хороших мукомольных и хлебопекарных свойств зерна. Метод пригоден и для формирования товарных партий пшеницы на заготовительных предприятиях.
Практическая значимость работы. Разработана технология сортового помола пшеницы с предварительным шелушением зерна, при которой в два раза уменьшается потребность в технологическом оборудовании и обеспечивается снижение расхода энергии, по сравнению с классической технологией.
Предложен вариант практического использования малоценного зерна при формировании помольных партий, с сохранением хороших мукомольных свойств зерна и хлебопекарных характеристик муки. При условии обеспечения положительного отхода от аддитивности основных показателей хлебопекарных свойств зерна доля малоценного зерна в помольной смеси составляет от 20% до 60%, в зависимости от индивидуальных свойств взаимодействующих компонентов.
Установлены параметры гидротермической обработки зерна для эффективного шелушения при подготовке к помолу:
- в производственных условиях мельницы шелушение следует проводить после 1-го отволаживания;
- в исследовательской практике – в первые минуты после увлажнения зерна.
Показано, что в результате предварительного шелушения зерна при практически полном удалении слоёв плодовой оболочки происходит заметное улучшении мукомольных и хлебопекарных свойств малоценного зерна.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В обзоре литературы приведены особенности анатомии зерна пшеницы, рассмотрены способы очистки зерна и поверхности зерна. Проведен анализ эволюционного развития мукомольного производства, смесительной ценности пшеницы и возможности использования малоценного зерна. В ходе анализа научно-технической литературы выявлена целесообразность дальнейшего совершенствования технологии муки, прежде всего в направлении её упрощения и интенсификации с использованием шелушения зерна.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исследования проводили в лабораториях кафедр «Технология переработки зерна», «Технология хлебопекарного и макаронного производства» Московского государственного университета пищевых производств, в испытательной лаборатории Федеральное государственное учреждение «Федеральный центр оценки безопасности и качества зерна и продуктов его переработки», в лаборатории «Генетика растений» Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, в ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко (КНИИСХ), в производственно-технологических лабораториях ОАО "Мельничный комбинат в Сокольниках" и ООО «Дюртюлинский комбинат хлебопродуктов».
2.1. Материалы и методы исследования
В работе использованы пробы сортов зерна пшеницы, районированные в республике Башкортостан, также в работе были использованы партии зерна из других областей РФ показатели, качества которых приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Показатели качества образцов зерна пшеницы
| Наименование показателя | Показатели | НД на метод исследования |
| Влажность, % | 9,0-13,9 | ГОСТ 13586.5-93 |
| Натура, г/л | 740-780 | ГОСТ 10840-64 |
| Масса 1000 зерен на с.в., г | 31-38 | |
| Число падения, с | 320-470 | ГОСТ 27676-88 |
| Стекловидность, % | 55-80 | ГОСТ 10987-76 |
Клейковина:
| 17-32 50-110 | ГОСТ 13586.-68 |
| Зольность, % | 1,69-1,90 | ГОСТ 10847-74 |
Шелушение зерна осуществляли на лабораторной шелушильной установке «Satake». Помол зерна вели на лабораторной мельнице «Nagema», автоматической мельнице «Bhler» МЛУ-202 и на мельнице для лабораторных помолов АВ-МЛП-4 – с ручным управлением и транспортом продуктов. Технический и химический анализ зерна, муки, хлеба проводили по методам, предусмотренным действующими на момент проведения исследования ГОСТами. Определение и оценку дисперсности муки производили методом телевизионной микроскопии на измерительном устройстве ГИУ-1, разработанное в МГТУ им. Б.Э. Баумана. Реологические свойства теста анализировали на приборах фаринограф и альвеограф. Динамику скорости газообразования при брожении теста изучали волюмометрическим методом. Комплекс полипептидов суммарного глиадина зерновки разделяли методом электрофореза на гелевых носителях. Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики.
2.2. Основные результаты исследования и их анализ
Решение поставленных в диссертационной работе задач базировалось на комплексном исследовании свойств пшеницы и муки после разной степени шелушения, а также на изучении смесительной ценности пшеницы. Ниже приведены результаты исследования и их анализ.
2.2.1. Определение способа и места шелушения в технологической схеме
Эффективность шелушения зерна пшеницы оценивали по степени шелушения и выходу дробленого зерна. При контакте с водой зерно вначале поглощает её плодовыми оболочками, в области слоя трубчатых клеток образуется прослойка воды толщиной в несколько мкм. Такие тонкие слои проявляют расклинивающие действие, поэтому при возникновении этого явления связь между плодовой и семенной оболочкой резко снижается и плодовая оболочка легко может быть удалена. Однако такое положение сохраняется не более 15 минут. В дальнейшем вода быстро переходит в семенную оболочку, алейроновый слой и зародыш, поэтому расклинивающий эффект исчезает и связь между плодовой и семенной оболочками восстанавливается. Это теоретическое утверждение подтверждается экспериментом, в котором зерно подвергалось единичному воздействию абразивной поверхности (рис. 1). Таким образом, шелушение следует проводить впервые минуты отволаживания, однако если проводить шелушение впервые минуты отволаживания, придется снимать оболочки послойно с многократным увлажнением и шелушением, что приведет к усложнению технологической схемы и невозможно реализовать в условиях мельниц малой производительности.
В производственных условиях мельниц малой производительности шелушение должно проводиться за один раз с максимально возможным удалением оболочек, только в этом случае ожидается экономическая выгода.
Рисунок 1 - Зависимость шелушения от продолжительности отволаживания
2.2.2. Исследование влияния шелушения зерна на его физико-химические показатели
Исследование влияния шелушения зерна на его физико-химические показатели проводили при отделении оболочек в количестве от 1 до 5%, при 3% увлажнения и после 16 - 20 часов отволаживания.
Сглаживание поверхности зерна в результате шелушения способствует
Рисунок 2 - Влияние шелушения на показатели качества зерна
повышению его натуры. По мере увеличения количества снимаемых с зерна оболочек, снижается его зольность и незначительно увеличивается показатель числа падения. В то же время шелушение мало влияет на количество и качество клейковины зерна (рис 2).
2.2.3. Влияние шелушения зерна на характер увлажнения зерна
Наряду с очисткой поверхности зерна, важнейшим этапом в современной технологии мукомольного производства является гидротермическая обработка (ГТО).
Рисунок 3 - Кривые увлажнения зерна
Именно, посредством режимов ГТО можно изменять исходные технологические свойства зерна в заданном размере, с целью получения из него повышенного количества высококачественной муки.
С этой целью изучили особенности увлажнения зерна. Приведенные на (рис. 3) кривые увлажнения показывают, что шелушеное зерно интенсивнее поглощает влагу. Это заметно с первых же минут увлажнения и с увеличением длительности увлажнения разница в интенсивности поглощения влаги продолжает только увеличиваться. Кривые приращения влажности при 4 и 5% шелушении практически совпадают, что свидетельствует о нецелесообразности дальнейшего шелушения, это подтверждается и визуальным осмотром состояния поверхности зерна разной степени шелушения. При шелушении на 4-5% происходит практически полное удаление зародыша и частичное оголение эндосперма зерна.
2.2.4. Влияние шелушения на выход муки
Влияние шелушения на выход и качество муки изучали при шелушении зерна от 1 до 5% (рис. 4). При шелушении увеличивается выход муки. Однако было установлено, что показатель белизны муки при помоле зерна шелушеного менее чем на 4% понижается. По нашему мнению это связано с тем, что оставшиеся оболочки теряют прочность и интенсивно измельчаются, в результате чего ухудшается белизна и зольность муки, поэтому мы принимаем в качестве оптимальной степень шелушения 4-5% для зерна пшеницы.
Рисунок 4 - Зависимость выхода и белизны муки от степени шелушения
Типичный количественно-качественный баланс муки представлен в таблице 2.
В шелушеном зерне нарушена целостность оболочек и их связь с эндоспермом, поэтому крупо-дунстовых продуктов в драном процессе образуется больше.
В размольном процессе предоставляется возможность сокращения процесса на несколько систем, что объясняется поступлением из драного процесса более мелких и добротных продуктов, предположительно, с большей развитостью микротрещин.
Полученные образцы муки анализировали по органолептическим и физико-химическим показателям.
Таблица 2 - Количественно-качественный баланс муки
| № п/п | Система | До шелушения | После шелушения 4% | ||
| Выход, % | Белизна, ед | Выход, % | Белизна, ед | ||
| 1. | I др. | 6,17 | 58,4 | 6,24 | 56,2 |
| 2. | II др. | 13,58 | 50,6 | 13,57 | 49,9 |
| 3. | III др. | 2,88 | 29,1 | 2,37 | 29,5 |
| 4. | Итого муки по драным системам | 22,63 | 50,0 | 22,18 | 49,5 |
| 5. | 1 р. | 30,25 | 59,5 | 31,61 | 58,8 |
| 6. | 2 р. | 8,64 | 58,5 | 9,03 | 57,8 |
| 7. | 3 р. | 10,29 | 52,2 | 11,18 | 52 |
| 8. | Итого муки по размольным системам | 49,18 | 57,8 | 51,82 | 57,2 |
| 14. | Итого муки | 71,81 | 55,5 | 74,00 | 55,0 |
| 15. | Отруби др. | 8,43 | 8,3* | ||
| 16. | Отруби размольные | 19,75 | 16,99 | ||
| 17. | Итого отрубей | 28,19 | 25,29 | ||
| 18. | Итого всего | 100 | 100 | ||
* - в том числе 4% оболочек снятых в процессе шелушения
Запах и вкус образцов муки свойственный нормальной муке без хруста при разжевывании. Зараженность и загрязненность муки вредителями отсутствует. По показателям белизна, зольность, число падения, количество и качество сырой клейковины у образцов примерно одинаковые значения и относятся к муке высшего сорта. Однако дисперсный состав частиц муки после шелушения оказался примерно на 10% меньше чем у образцов без шелушения, средний размер частиц был равен 72,9 мкм и 84,1 мкм соответственно, благодаря чему в производственных условиях можно увеличить выход муки.
2.2.5. Разработка технологии подготовки и размола пшеницы с предварительным шелушением
На основании количественно-качественного баланса помола и анализа полученной муки нами предложена рекомендуемая технологическая схема подготовки (рис. 5) и сортового помола (рис. 6) зерна пшеницы с предварительным шелушением.
Особенностью технологической схемы подготовки зерна к помолу с предварительным шелушением является применение после первого отволаживания абразивной шелушильной машины, для снятия 4-5% оболочек.
Рисунок 5 - Технологическая схема подготовки пшеницы к помолу с предварительным шелушением
Особенностью технологической схемы сортового помола зерна пшеницы с предварительным шелушением является то, что в драном процессе имеется 2 технологические системы при трёх системах измельчения, а в размольном процессе 5 технологических систем при шести системах измельчения. При этом достигается почти 3-х кратное сокращение оборудования, по сравнению с классической схемой.
Рисунок 6 - Технологическая схема сортового помола зерна пшеницы с предварительным шелушением зерна
Моделирования процесса размола предлагаемой технологической схемы с предварительным шелушением показало, что при размоле шелушеного зерна на измельчение зерна требуется гораздо меньше энергии, что полностью компенсирует затраты энергии на шелушение и снижает общие затраты энергии на помол (рис. 7), так при измельчении шелушеного
Рисунок 7 - Потребляемая активная мощность электродвигателя на измельчение
зерна потребляемая активная мощность электродвигателя на первой драной системе уменьшилась на 46% по сравнению с нешелушеным. В целом при помоле шелушеного образца суммарная потребляемая активная мощность электродвигателя на измельчение оказалась на 22,5% меньше по сравнению с контрольным помолом, при этом выход муки увеличился на 3,5%.
Качественная характеристика процесса размола представлена на (рис. 8) кумулятивные кривые белизны муки располагаются близко друг другу, однако в конце, шелушеный образец дает больший выход при лучшей белизне муки.
Рисунок 8 -Кумулятивные кривые белизны муки
2.2.6. Влияние шелушения на реологические свойства теста
В таблице 3 представлены альвеограммы и фаринограммы муки из нешелушеного и шелушеного зерна. Как видно из альвеограмм, по показателю (P) отражающему упругость и устойчивость к деформации и показателю (W) отражающму хлебопекарную способность муки, шелушеный образец показал лучшие результаты, также у шелушеного образца тесто обладает лучшей стабильностью при замесе, а также лучшей стойкостью и эластичностью.
Таблица 3 - Физические свойства теста до и после шелушения
| Показатели | До шелушения | После шелушения |
Альвеограммы:
| W = 147,0 P = 92 L = 51 P/L= 1,80 | W = 166,0 P = 96 L = 56 P/L= 1,71 |
Фаринограммы:
| 69,77% 2 3,75 6,25 22 140 | 70,21% 2,5 5 7 27 140 |
2.2.7. Анализ хлебопекарных свойств муки
Хлебопекарные достоинства муки являются основным показателем, дающим возможность судить о ее качестве.
Рисунок 9 - Сравнение газообразующей
способности муки
Газообразующая способность теста из муки шелушеного зерна существенно выше, чем из нешелушеного зерна, так за 5 часов брожения теста выделились 1584 и 1723 мл газа, соответственно (рис. 9). Шелушение зерна способствовало повышению газообразующей способности муки, так как средний размер частиц муки после шелушения в среднем на 10% меньше размера частиц муки из нешелушеного зерна.
Пробную выпечку хлеба из сортовой пшеничной муки производили по ГОСТ 27669-88, результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Влияние шелушения зерна на показатели качества хлеба
| Показатель | Значение | |
| нешелушеной | шелушеной | |
| Объёмный выход хлеба, мл на 100 г муки | 281 | 286 |
| Формоустойчивость H:D подового хлеба | 0,40 | 0,40 |
| Балловая оценка, балл | 6 | 7 |
Рисунок 10 - Фотографии хлеба: 1 – без шелушения; 2 – после шелушения
2.2.8. Смесительная ценность исследуемых сортов пшеницы
Как в отечественной, так и в зарубежной практике, пока нет единого общепризнанного метода определения смесительной ценности. Все существующие способы сводятся к выявлению этого показателя по признаку количества сильной пшеницы, добавляемой в слабую. При этом, результирующим фактором во всех случаях считается улучшение хлебопекарного качества слабой или малоценной пшеницы.
Как известно, слабой пшеницей принято считать такую, которая нуждается в улучшении хлебопекарных свойств. Применение её в чистом виде сопряжено с целым рядом технологических трудностей, как в мукомольном, так и в хлебопекарном производстве.
Нами было проведено исследование смесительной ценности двух образцов сильной В1 и В2 и двух образца слабой пшеницы С1 и С2. Характеристика партий зерна приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Характеристика партий зерна
| Покзатели | Сильная | Слабая | ||
| В1 | В2 | С1 | С2 | |
| Влажность, % | 12,8 | 13,1 | 11,9 | 12,5 |
| Зольность, % | 1,79 | 1,84 | 1,68 | 1,90 |
| Натура, г/л | 783 | 792 | 766 | 775 |
| Масса 1000 зерен, г | 29,4 | 28,3 | 25,3 | 23,6 |
| Стекловидность, % | 76,0 | 68,5 | 48,0 | 36,5 |
| Ч.П. | 238 | 256 | 195 | 170 |
Клейковина
| 29,6 80 | 30,3 76 | 24,2 98 | 22,3 102 |
Альвеограф
| 315 1,36 | 385 1,40 | 126,3 0,60 | 101,4 0,57 |
Фаринограф
| 70,2 66 | 68,1 40 | 63,8 220 | 63,8 200 |
Результаты пробных выпечек из смесей муки испытываемых образцов пшеницы позволили установить наличие закономерности, выраженной в отходе от аддитивности величины получаемого фактического объемного выхода хлеба, эта закономерность наглядно видна из рисунка 13.
Смеси, при 20, 40, и 60% добавок слабой в сильную, (В2 + С1 и В2 + С2) как видно, дали превышение фактического объемного выхода хлеба над расчетными величинами.
Как можно видеть из приведенной графической зависимости, величина отхода от аддитивности, выраженная превышением фактического объемного выхода хлеба над расчетными значениями, варьирует в довольно широких пределах, в зависимости от особенностей каждого сорта, обусловленных различием качественной характеристики их клейковинных комплексов.
а) б)
в) г)
Рисунок 11 - Хлебопекарная оценка по смесительной ценности:
а) – В1 + С1 – отрицательный отход от аддитивности;
б) – В1 + С2 – незначительные отклонения;
в) – В2 + С1 – положительный отход от аддитивности;
г) – В2 + С2 – положительный отход от аддитивности.
При этом неизменным остается то, что отход от аддитивности при данном сочетании сортов начинается с первого момента добавок сильного компонента.
Для выявления того, как изменяются физические свойства теста, полученного из смесей указанных сортов, было проведено испытание его физических свойств на альвеографе и фаринографе.
В таблице 6 представлены параметры альвеограмм и фаринограмм, полученных при испытании смеси муки из пшеницы В2 + С2.
По характеру изменяющихся физических свойств смеси видно, что удельная работа деформации теста и разжижение изменяются, практически по линейной зависимости (рис. 12).
Изменение свойств зерна и муки при смешивании разнородных по качеству партий, несомненно, обусловлены преобразованием клейковинного комплекса, свойства которого определяет «силу» пшеницы.
Таблица 6 - Параметры фаринограмм и альвеограмм смеси муки из пшеницы В2 + С2
| Состав смеси С2 / В2, % | Фаринограммы | Альвеограммы |
| 100 / 0 | ВПС = 63,8% Разжижение = 200 е.ф | W = 101,0 Дж P/L= 0,57 |
| 80 / 20 | ВПС = 63,1% Разжижение = 125 е.ф | W = 135,0 Дж P/L = 0,75 |
| 60 / 40 | ВПС = 64,3% Разжижение = 105 е.ф. | W = 180,0 Дж P/L = 0,68 |
| 40 / 60 | ВПС = 65,0% Разжижение = 80 е.ф. | W = 240,0 Дж P/L = 1,24 |
| 20 / 80 | ВПС = 67,0% Разжижение = 60 е.ф. | W = 315 Дж P/L = 1,29 |
| 0 / 100 | ВПС = 67,9% Разжижение = 30 е.ф. | W = 385 Дж P/L = 1,40 |
Белковый комплекс сильной пшеницы обладает более высокой упругостью и лучшей эластичностью, по сравнению со слабой. Выступая активным компонентом в смеси со слабой пшеницей, он дополняет отсутствующие в клейковине слабой пшеницы качества.
Рисунок 12 - Зависимость изменения удельной работа деформации теста от содержания слабой пшеницы в помольной смеси
Эти дополнения имеют свой оптимум, при котором получаются лучшие физико-химические сочетания, обеспечивающие получение хлеба с объёмным выходом большим, чем рассчитанный теоретический, по закону аддитивности смеси.
Этот эффект, как показали опыты, зависит также от подбора соответствующих сочетаний сильного и слабого компонентов. Не любые смеси сильной и слабой пшеницы дают максимальный эффект смесительной ценности с наличием превышения фактического объемного выхода хлеба над расчетным. Поэтому предварительный подбор соответствующих пар сильной и слабой пшеницы, выполненный в лабораторных условиях, должен предшествовать промышленной переработке зерна.
2.2.9. Метод составления помольной смеси на основе изменения характеристики ЭФС глиадина
Под смесительной ценностью понимают способность сильной пшеницы улучшить слабую, доводя показатели качества хлеба до нормы. Смесительная ценность сильной пшеницы может быть определена величиной отхода от аддитивности объемного выхода хлеба.
Высокий эффект могут давать и смеси муки из зерна пшеницы и тритикале, что связано с особенностью их белкового комплекса.
Для более обстоятельного изучения особенностей формирования клейковинного комплекса смеси разнородного зерна мы дополнительно провели анализ электрофоретических спектров глиадина. Для примера в таблице 7 приведены результаты для одного случая смеси пшеницы и тритикале, тритикале в данном случае компонент с явно слабой клейковиной.
Таким образом, при изменении состава смеси наблюдается и изменение характеристики электрофоретического спектра, а именно:
Блок отличается постоянством состава, изменения не существенны.
В блоке устойчиво сохраняются 2 и 4, 1 и 3 исчезают в составах 60/40% и 80/20%.
В блоке устойчиво сохраняются только 2 и 4, исчезают 3 и 5 при 60/40% и 80/20%.
В блоке при составе 60/40% и 80/20% остаются только 4 и 6, исчезают 5 и 7.
Таблица 7 - Электрофоретический спектр смеси пшеница / тритикале
| Компоненты ЭФС | Состав смеси, % (пшеница / тритикале) | ||||||
| Пшеница | Тритикале | 20 / 80 | 40 / 60 | 60 / 40 | 80 / 20 | ||
| 1-12 | Постоянство состава, изменения не существенны | ||||||
| 1 | - | X | X | X | - | - | |
| 2 | X | X | X | X | X | X | |
| 3 | X | - | X | X | - | - | |
| 4 | X | X | X | X | X | X | |
| 5 | - | - | - | - | - | - | |
| 1 | - | - | - | - | - | - | |
| 2 | X | X | X | X | X | X | |
| 3 | X | X | X | X | - | - | |
| 4 | X | X | X | X | X | X | |
| 5 | X | X | X | - | - | ||
| 1-3 | Постоянство состава, изменения не существенны | ||||||
| 4 | - | X | X | X | X | X | |
| 5 | X | X | X | X | - | - | |
| 6 | X | - | X | X | X | X | |
| 7 | X | - | X | X | - | - | |
Следовательно, белки глиадина пшеницы и тритикале при формировании смеси активно взаимодействуют между собой, образуя иной состав клейковины и изменяя её качество. Несомненно, это должно отражаться на характеристике хлебопекарных свойств образованной смеси.
На рисунках 13 и 14 представлены фотографии выпечек хлеба и гистограммы хлебопекарной оценки по смесительной ценности.
Рисунок 13 - Фото выпечек хлеба из смеси муки тритикале + пшеница
1- 60%, 2 – 40% и 3 - 20% добавление тритикале в пшеницу
Рисунок 14 - Хлебопекарная оценка по смесительной ценности.
Положительный отход от аддитивности наблюдается в составах 60/40 и 80/20 т.е. там же где наблюдалось изменение характеристик ЭФС.
2.2.10. Производственная проверка
На основании анализа исследований была проведена промышленная проверка результатов исследований в условиях ООО «Дюртюлинский элеватор» республика Башкортостан.
Производственные испытания показали целесообразность предварительного шелушения при сортовом хлебопекарном помоле пшеницы. Выход муки увеличилась на 1,8%, а суммарный расход электроэнергии снизился на 1,25%.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИИ
- Теоретически обоснована и практически разработана оригинальная технологическая схема сортового помола с предварительным шелушением зерна, включающая интенсивную очистку от примесей, одноэтапную ГТО и размол зерна.
- Шелушение зерна при подготовке к сортовому помолу, следует проводить на шелушильных машинах с абразивной рабочей поверхностью после первого отволаживания, при этом количество снятых оболочек должно составлять 4-5%.
- Эффект расклинивающего действия тонких слоев воды (эффект Ребиндера), при начальных этапах увлажнения имеет кратковременное действие и может быть использован для послойного снятия оболочек.
- При удалении 4-5% оболочек заметно улучшаются мукомольные свойства зерна, что приводит к повышению извлечения добротных продуктов 1-го качества на первых системах драного процесса и последующему эффективному их измельчению на размольных системах. При этом выход муки возрастает на 1-2%, расход энергии уменьшается.
- При удалении 4-5% оболочек улучшаются реологические свойства теста, увеличивается объемный выход хлеба.
- Получены положительные результаты при использовании пшеницы со слабой клейковиной, что позволяет использовать его при формировании помольной смеси с высоким технологическим и экономическим эффектом, а также использовать вместо пшеницы со слабой клейковиной зерно тритикале.
- На основе анализа электрофоретических спектров глиадина (ЭФС) в выявлен фактор комплементарности белков сильной пшеницы и малоценного зерна, проявляющейся в формировании новых белковых компонентов в зонах, и ЭФС. Это позволяет предложить использовать оценки ЭФС глиадина разнородных по качеству партий зерна для эффективного формирования помольной смеси с заведомо обеспеченным положительным отходом от аддитивности основных показателей хлебопекарных характеристик муки.
- Производственная поверка в условиях мельницы малой производительности показала высокий эффект предварительного шелушения зерна: выход муки возрос на 1,8% при полном сохранении её хлебопекарных достоинств, а фактический расход энергии снизился на 1,25%.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
- Галимзянов, Д.А. Шелушение зерна, как метод повышения качества муки [Текст] / Д.А. Галимзянов, Г.А. Егоров // Сборник материалов V Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания 2007». Часть I – М.: МГУПП, 2007. - C. 138-140
- Галимзянов, Д.А. Энергосберегающая технология сортового помола пшеницы [Текст] / Д.А. Галимзянов // Материалы V юбилейной школа-конференции с международным участием «Высоко-эффективные пищевые технологии методы и средства для их реализации». – М.: Пищепромиздат, 2007. - С. 292-293
- Галимзянов, Д.А. Шелушении зерна при сортовом помоле пшеницы [Текст] / Д.А. Галимзянов // Материалы Пятой Международной конференции «Мельница 2007». – М.: Пищепромиздат, 2007. - С. 169-170
- Галимзянов, Д.А. Новая технология шелушения зерна пшеницы при сортовом хлебопекарном помоле [Текст] / Д.А. Галимзянов // Материалы научно-практической конференции «Технология крупяных продуктов вчера, сегодня, завтра». – М.: Издательский комплекс МГУПП, 2007. – С. 130-132
- Галимзянов, Д.А. Технология шелушения зерна пшеницы [Текст] / Д.А. Галимзянов // Материалы всероссийской научно практической конференции с международным участием «Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения» в рамках XVIII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2008» - г.Уфа 2008 - С. 217-221
- Галимзянов, Д.А. Исследование хлебопекарных свойств муки из зерна тритикале [Текст] / Д.А. Галимзянов // Хлебопродукты. – 2009. – № 7. – С. 52-53
- Галимзянов, Д.А. Хлебопекарные свойства муки из смеси зерна пшеницы и тритикале [Текст] / Д.А. Галимзянов // Материалы VII-й международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» - г. Могилев 2009 - С. 108-109
- Галимзянов, Д.А. Эффективное использование малоценного зерна при формировании товарных партий [Текст] / Егоров Г.А., Галимзянов Д.А. // Сборник докладов VIII научно-практического семинара «Ресурсосберегающие и экологически «чистые» технологии и техника сохранения и защиты запасов с/х сырья» - г. Адлер 2009 - С.46-49.
