А.П. Верещинский, канд. техн. наук, генеральный директор ООО «ОЛИС» (г, Одесса)

Согласно исследованиям Я. Н. Куприца, цельное зерно представляет собой некоторое природное инженерное сооружение, имеющее достаточно прочный каркас эллипсоидной формы, армированный наиболее прочной анатомической частью зерна – оболочкой. При приложении внешних усилий каркас ведет себя как монолитная конструкция. В.Я. Гиршсон показал, что сопротивляемость разрушению целого зерна как комплексной конструкции выше, чем эндосперма, и ниже прочности оболочек. Приведенные утверждения позволяют предположить, что снижение удельного содержания оболочек и нарушение их целостности, обеспечиваемое шелушением, способствует снижению энергоемкости дальнейшего измельчения зерна, а также определяет количественно-качественные показатели продуктов измельчения. В данной статье приведены результаты экспериментальной проверки сформулированной гипотезы.

В целях определения характера предполагаемых зависимостей, количественной их оценки, а также возможности последующего практического использования результатов был выполнен цикл экспериментов, в ходе которых измельчали зерно пшеницы IV типа с показателями качества, близкими к базисным (стекловидность 47%, натура 780 г/л). Испытуемые образцы зерна кондиционировали с применением рекомендованных режимов [1], шелушили в лабораторном голлендре с обеспечением индексов шелушения до 10% и измельчали при режимах, обеспечивающих общее количество извлекаемых промежуточных продуктов 30-70%. Измельчение проводили в лабораторном вальцовом станке с кинематическими, геометрическими параметрами рабочих органов и с нагрузками на их рабочие зоны, рекомендуемыми для I драной системы сортового хлебопекарного помола зерна пшеницы [1].

Для зерна, обработанного с разными индексами шелушения k, были построены графики зависимостей удельных затрат энергии на измельчение ЕИ от общего количества извлекаемых И промежуточных продуктов (см. рис., вид а). Как видно из графика, рост индекса шелушения зерна k приводит к резкому снижению удельных затрат энергии ЕИ на всем диапазоне заданных от общего количества извлечений И.

  • вид а

  • вид б

Зависимость затрат энергии ЕИ на измельчение зерна от общего И (а)
и количества извлекаемых промежуточных продуктов от индекса шелушения k (б).

Интенсивное, практически линейное снижение удельных затрат энергии ЕИ наблюдается при значениях индекса шелушения до 5% (рис.‚ вид б). Так, при k = 3% значения ЕИ снижаются приблизительно в 1,3 раза, а при k = 5% – в 1,5 раза, по сравнению с затратами удельной энергии, требуемыми для обеспечения тождественного количества извлекаемых продуктов при измельчении зерна, не подвергнутого шелушению. При дальнейшем увеличении k от 5 до 10% значения ЕИ снижаются не более чем в 1,15 раза.

Анализ энергоемкости измельчения шелушенного зерна показал, что прочностные характеристики зерна в значительной степени обеспечиваются верхними его оболочками (плодовой и семенной) и определяются их удельным количеством.

В таблице представлены количественно-качественные показатели измельченного зерна, обработанного с разными значениями индекса шелушения k. С ростом значений k при тождественных значениях И выход крупных продуктов, особенно крупной крупки, существенно увеличивается за счет снижения выхода дунста и муки. Повышение добротности крупных продуктов, а также снижение зольности сходовых продуктов объясняется снижением удельного содержания оболочек в шелушенном зерне пропорционально индексу его шелушения. Изменение зольности муки, связанное с изменением ее выхода, как правило, является закономерностью образования муки на начальных системах драного процесса. Однако, как показали наши наблюдения, мука, полученная из шелушенного зерна в ходе описанных опытов, характеризуется более высокой зольностью, но по показателю «белизна» приблизительно соответствует муке, полученной из не шелушенного зерна. Согласно результатам работы [2]‚ выполненной в исследовательском институте TNO (Нидерланды), мука, выработанная из шелушенного зерна, содержит в 1‚3–1,5 раза больше алейронового слоя. Очевидно, что переход в муку оголенного шелушением высокозольного, но не пигментированного алейрона практически не отражается на показателе «белизна», но существенно влияет на ее зольность.

Количественно - качественные показатели продуктов измельчения

Общее
извлеч, %
Отходы
шелушения, %
Сход 1000 мкм, % Крупная
крупка, %
Средняя
крупка, %
Мелкая
крупка, %
Дунст, % Мука, %
30 / 0,84 0 70 / 1,97 12,350/ 1,27 4,68 / 0,95 6,03 / 0,71 1,93 / 0,67 4,3 / 0,74
40 / 0,94 0 60 / 2,09 15,60 / 1,09 6,30 / 0,96 8,00 / 0,71 2,10 / 0,64 4,9 / 0,68
50 / 1,01 0 50 /2,25 15,10 / 1,28 9,40 / 0,96 9,40 / 0,78 4,20 / 0,68 9,2 / 0,64
60 / 0,98 0 40 / 2,60 19,10 / 1,91 11,20 / 0,79 13,90 / 0,60 4,70 / 0,56 11,5 / 0,59
70 / 1,29 0 30 / 3,01 16,50 / 2,12 13,60 / 0,85 18,10 / 0,61 5,60 / 0,57 14,9 / 0,57
30 / 0,97 4,0 / 4,42 66 / 1,68 13,61 / 1,17 4,60 / 0,92 5,50 / 0,79 1,90 / 0,66 3,4 / 0,88
40 / 0.89 4,0 / 4,42 56 / 1,78 18,90 / 1,00 8,50 / 0,87 7,50 / 0,71 2,70 / 0,59 5,2 / 0,85
50 / 1,09 4,0 / 4,42 46 / 2,04 19,76 / 1,25 12,90 / 1,15 9,70 / 0,79 3,20 / 0,66 8,9 / 0,81
60 / 1,12 4.0 / 4.42 36 / 2,33 24,60 / 1,54 12,00 / 0,85 13,20 / 0,76 4,10 / 0,61 9,5 / 071
70 / 1,18 4.0 / 4.42 26 / 2,81 20,10 / 2,14 15,20 / 0,99 18,60 / 0,69 5,70 / 0,57 13,7 / 065
30 / 0,88 8,0 / 5,02 62 / 1,54 14,71 / 1,01 4,50 / 0,83 5,00 / 0,73 1,90 / 0,57 3,6 / 0,92
40 / 0,94 8,0 / 5,02 52 / 1,73 21,20 / 0,98 6,40 / 0,92 6,90 / 0,75 2,50 / 0,67 5,0 / 0,69
50 / 0,92 8,0 / 5,02 42 / 2,05 25,50 / 1,05 8,70 / 0,79 8,90 / 0,68 3,10 / 0,61 6,0 / 0,76
60 / 0,66 8,0 / 5,02 32 / 2,15 26,70 / 1,09 11,20 / 0,73 11,20 / 0,62 3,60 / 0,58 7,3 / 0,75
70 / 0,95 8,0 / 5,02 22 / 2,70 22,00 / 1,52 15,30 / 0,78 17,00 / 0,67 5,00 / 0,59 10,6 / 0,67

Таким образом‚ за счет предварительного шелушения зерна пшеницы значительно снижаются затраты энергии на его измельчение, повышается выход и качество крупных промежуточных продуктов при снижении средневзвешенной зольности общего количества извлекаемых продуктов, а мука обогащается биологически ценными веществами алейронового слоя.

опубликовано в издании «Хлебопродукты» 12/2012

ЛИТЕРАТУРА
  • Правила организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах. – М: ВНПО «Зернопродукт, 1991 Ч. 1.– 74 с.
  • Эверс, А.Д. Определение зольности - полезный стандарт или пустая трата времени"?/ А.Д. Эверс‚ М. Келфкенс, Е МакМастер // Хранение и переработка зерна. – 2003. – № 9. – С. 40–46.