Технологія і обладнання переробки та зберігання сільськогосподарської продукції
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

СКЛАД ТА ВЛАСТИВОСТІ ЗЕРНА

Результат переробки зерна багато в чому визначається відносним змістом його анатомічних частин: вихід борошна, крупи і побічних продуктів теоретично повинен відповідати співвідношенню компонентів хлібних основних і круп’яних культур.

Значення показників істотно варіюють. Наприклад, зміст крохмалистого ендосперма в зерні пшениці у різних партій розрізняється на 8 %, в зерні іржі — майже на 7 %. Тому неоднакові і потенційні технологічні достоїнства зерна.

Для пшениці в середньому можна прийняти, що зміст крохмалистої частини ендосперма рівний 82,5 %, плодових і насінних оболонок (в сумі) -7, алейронового шару - 8, зародка з щитком - 2,5 % [1].

На зміст ендосперма значний вплив робить крупність зерна. Так, якщо узяти крупне зерно пшениці зміст крохмалистої частини ендосперма складає 83...85 %, а при переході до дрібної фракції зерна воно знижується до 78... 80 % [1].

Анатомічно зерно ділиться на три частини: ендосперм, зародок і навколишні їх оболонки - захисний покров. Кожна з цих частин також має складну будову і склад.

При виробництві сортової борошна і крупи зовнішні покрови необхідно виділити у вигляді побічних продуктів (висівок, мучки, лушпиння), а ендосперм зерна (ядро) перетворити на готову продукцію. Наявність бороздки у зерна пшениці і іржі серйозно ускладнює виділення крохмалистого ендосперма і визначає складну побудову технологічної схеми помелу.

Анатомічна будова зерна плівчастих культур (ячмінь, овес, рис, просо, сорго, гречка) відрізняється наявністю квіткових оболонок (квіткових плівок) Тому при виробництві крупи спочатку проводять лущення, щоб видалити квіткові оболонки. Потім ядро шліфують, при цьому віддаляються плодова і насінна оболонки, алейроновий шар і зародок. Гречка відрізняється від решти плівчастих культур тим, що у неї роль плівки виконує плодова оболонка. При видаленні цієї оболонки виходить готова крупа.

Насіння гороху і сої є зародок, що складається з двох половин (сім’ядолей), що містять запасні живильні речовини для розвитку рослини в початковій стадії. Сім’ядолі щільно прилягають один до одного, і закриті міцною насінною оболонкою. Добре виділяються зачаткові корінці і почечка. У зв’язку з різноманітністю структури та властивістю зерна технології виробництва крупи частково відрізняється (залежно від культури, що переробляється).

ФИЗИКО-МЕХАНИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗЕРНА

Для оцінки физико-хімічних властивостей зерна використовують наступні показники: геометричну характеристику; крупність і вирівнянність партії зерна; натуру (насипну густину); склоподібність; масу 1000 зерен; густина. Важливе значення мають також стан поверхні зерна, його сипучість, гігроскопічність. Всі перераховані показники впливають на вибір режимів сепарації, зберігання, гідротермічної обробки, подрібнення, плющенія і т. п.

Всі ці показники знаходяться в складній залежності від таких чинників, як вогкість, температура, режим посляжнивної або гидротермічеської обробки, режим зберігання зерна та ін. Частково вони взаємозв’язані один з одним і в різному ступені впливають на технологічні властивості зерна.

ГЕОМЕТРИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНА

Цю характеристику визначають лінійні розміри зерна, його об’єм V, площа зовнішньої поверхні F, і їх відношення V/F, форма зерна і показник сферичності.

Формою зерно різних культур помітно розрізняється. Для справжніх хлібів характерна витягнута форма з подовжньою бороздкою. Звичайно при розрахунках її уподібнюють витягнутому еліпсоїду обертання, проте ця форма ближча зерну рису. Форму зерна проса, сорго, гороху, сої можна вважати сферичною. Зерно кукурудзи має і трапецеїдальну і майже сферичну форму. Зерно гречки відрізняється від всіх інших культур - формою воно близьке до тетраедра.

Площа зовнішньої поверхні зерна пшениці, іржі, ячменю, вівса, рису визначають по формулі:

(1.3)

(1.4)

де, а, b, l — лінійні розміри зерна.

Для визначення площі зерна кукурудзи можна скористатися формулою:

(1.5)

(1.6)

СКЛОПОДІБНІСТЬ ЗЕРНА

Цей показник використовують при оцінці зерна пшениці, іржі, ячменю, рису. Вважається, що зерно вищої склоподібності відрізняється і вищими технологічними достоїнствами. Наприклад, встановлено, що при переробці рису в крупу вихід цілого ядра корелює із змістом повністю склоподібних зерен (г = 0,69) [1]. Склоподібне зерно рису при шліфуванні і поліруванні дає крупу вищої якості і споживацьких достоїнств. Така крупа при вариві краще зберігає форму, каша виходить розсипчастою. Перлова крупа з склоподібного зерна ячменю також володіє підвищеними споживацькими достоїнствами.

При лабораторних помелах іржі встановлено, що витягання продуктів з перших трьох систем драного процесу пов’язано з склоподібністю зерна коефіцієнтом кореляції r = 0,872 [1].

Добре простежується вплив склоподібності зерна пшениці на витягання круп в драному процесі при макаронному помелі. Так, при склоподібності зерна від 72 до 90 % сумарне витягання круп і дунстов знаходиться в межах 63,9...65,8 %, а при підвищенні склоподібності зростає до 66,3...67,7 % [2]. Одночасно збільшується і вихід крупної крупи, найціннішої при виробництві макаронної борошна (від 42,5...46,1 до 44,4...53,2 %) [2].

Таким чином, з підвищенням склоподібності зерна пшениці і іржі його борошномельні властивості поліпшуються. В борошномельному виробництві прийнята наступна класифікація зерна пшениці по склоподібності: менше 40 % - нізкостекловидне, 40...60 - середньоскловидне, вище 60 % - високоскловидне. При формуванні помольних партій скловидність рекомендується підтримувати на рівні 50...60 % [2].

СТРУКТУРНО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗЕРНА

Структурно-механічні властивості пов’язують структурні особливості матеріалу з його реакцією на механічну дію. Вони визначають процеси подрібнення і лущення зерна, шліфування крупи, вихід і якість продуктів дроблення, витрату енергії на ці операції. Для оцінки даних властивостей привертають значне число показників (відповідно до положень механіки твердих тіл, теорії міцності, теорії пружності, теорії пластичності, реології, физико-хімічної механіки і т. п.).

Основними характеристичними показниками механічних властивостей матеріалів - служать їх міцність і твердість. Для зерна прийнята мікротвердість. У ряді країн при оцінці зерна пшениці фахівці використовують особливий показник - Твердозерність. В цій області в нашій країні також з’явилися цікаві роботи.

Твердозерність пшениці

Твердозерність є умовним показником структурно-механічних властивостей зерна. Вона відображає особливості подрібнення зерна і пов’язана із структурою і міцністю ендосперма.

Ендосперм твердозерної пшениці руйнується переважно по межах кліток. Тому борошно виходить крупчастою, добре висівається при сортуванні на ситах, частинки її близькі до кубічної форми. При подрібненні мягкозерной пшениці руйнування ендосперма відбувається безпосередньо по внутрішньому вмісту кліток. В результаті частинки борошна мають неправильну форму, містять багато дрібних фрагментів кліток і навіть окремих крохмальних гранул. В такій муці присутні багато коржиків і злиплих частинок, що істотно утрудняє виділення борошна в розсіваннях і викликає замазування ситових отворів.

Твердозерна пшениця добре вимелюєтся, висівки виходять з низьким змістом крохмалю. Мягкозерная пшениця відрізняється міцнішим зв’язком кліток субалейронового шару з алейроновим, що забезпечує погану вимелюваність висівок.

Таким чином, твердозерність певною мірою є показником борошномельних властивостей зерна. Звичайно в муці з мягкозерної пшениці зміст дрібних частинок розміром менше 40 мкм складає близько 45 %, в той же час в муці з твердозерної пшениці не більше 20 %. Так, при помелі зразка твердозерної пшениці, кількість частинок розміром до 17; 17...35, і крупніше 35 мкм відповідно було 1; 9 і 90 %. У зразка мягкозерної пшениці зміст цих частинок відповідно дорівнював 7; 45 і 48 % [2].

Цінність показника твердозерності полягає також в тому, що ця властивість є сортовою ознакою. Зерно пшениці, незалежно від того, склоподібне воно або борошнисте, проявляє властивість твердозерності або мягкозерності в результаті особливостей структури ендосперма, обумовленої генетичною приналежністю до певного сорту. Важливе значення має зв’язок крохмальних гранул з білковими матрицями.

Хімічний склад зерна

Зерно хлібних і круп’яних культур характеризується високим змістом крохмалю, насіння культур бобів багате білком, а насіння сої - і жиром . Звертає на себе увагу, підвищений вміст клітковини в зерні круп’яних культур, що обумовлено наявністю у них квіткової оболонки.

Таблиця - Вміст (% до сухої маси) основних хімічних речовин в зерні різних культур

Культура

Білок

Крохмаль

Клітковина

Жири

Зольність

Пшениця

10 - 20

60 - 75

2 - 3

2 – 2,5

1,5 – 2,2

Жито

Ячмінь

8 – 14

10,5 – 14,5

58 – 66

58 – 68

1,8 – 2,2

4,5 – 7,2

1,7 – 3,5

1,9 – 2,6

1,7 – 2,3

2,7 – 3,1

Овес

10 – 13

40 – 50

11,5 – 14

4,5 - 5,8

4,0 – 5,7

Рис

Просо

Сорго

5,5 – 11,5

10 – 15

8 - 14

58 – 71

58 – 76

70 - 80

8,5 – 12,5

10 – 11

1,5 – 3,3

1,5 – 2,5

1,9 – 2,3

2,5 – 3,7

4,5 – 6,8

3,7 – 4,5

1,4 – 3,7

Кукурудза

Гречка

8 – 10

10 - 13

68 – 76

66 - 72

2,5 – 4,1

10 - 16

3,5 – 6,7

2,3 – 3,1

1,4 – 1,8

2,5 – 2,6

Горох

Соя

21 – 32

24 - 45

46 – 61

0 - 4

1,5 – 2,5

4,0 – 5,7

1,3 – 2,9

13 – 37

2,0 – 2,5

2,5 – 4,0

Особливістю насіння культур бобів є високий зміст білка, що робить їх особливо важливими при виробництві різних продуктів харчування і комбікормів. Серед даних культур соя відрізняється пониженим вмістом крохмалю або навіть повною його відсутністю і підвищеним вмістом жиру. Насіння сої без насінної оболонки на 60...70 % складається з білка і жиру. Білок сої по амінокислотному складу близький до тваринного білка. Вміст вуглеводів в ньому досягає 35 %, зокрема цукру більше 5 % [2].

Технологічні властивості зерна

Технологічні властивості зерна при його розвитку формуються під впливом великого числа різнорідних чинників і схильні до змін при післяжнивної обробки, зберіганні і проведенні підготовчих операцій на борошномельних і круп’яних заводах. У зв’язку з непостійністю природних чинників, рівня агротехніки властивості зерна, що поступає на зберігання, різні. Технологічна задача полягає в тому, щоб забезпечити високу якість зерна і управління його властивостями на основі науково обґрунтованих методів і режимів післяжнивної обробки, зберігання і підготовки до переробки в борошно або крупу.

Технологічні властивості сировини на борошномельних і круп’яних заводах визначають наступними основними показниками: виходом готової продукції (сумарно і по сортах); якістю готової продукції; питомими експлуатаційними витратами, тобто витратами на виробництво одиниці маси готової продукції. В борошномельному виробництві додатково використовують показники витягання і зольності проміжних продуктів дроблення зерна, технологічний показник, до рівного відношення виходу продукту до його зольності, і деякі інші. Готову продукцію - борошно і крупу - оцінюють по сумі показників споживацької (товарного) гідності.

Вихід і якість борошна і крупи

Вихід і якість готової продукції об’єктивно оцінюють технологічні властивості зерна. При оптимальному варіанті технологічного процесу саме ці показники визначають потенційні достоїнства зерна. Встановлені норми виходів борошна і крупи засновані на деяких показниках початкової якості зерна, прийнятих базисними. При прогнозуванні виходу борошна або крупи, фактичні показники якості партії зерна, спрямованої в переробку, зіставляють з базисними; при цьому використовують дані про вплив окремих показників якості на вихід готової продукції.

Управління властивостями зерна в процесі зберігання

Умови зберігання повинні забезпечувати не тільки збереження зерна, але і високі показники його якості. Раціональні режими зберігання залежать від біологічних особливостей культури і чинників, що визначають стан зерна: вогкість, температура, наявність шкідників хлібних запасів в зерновій масі і т. п. При правильно організованому зберіганні і використовуванні сучасних рекомендацій технолог може управляти технологічними властивостями зерна, добиваючись підвищення їх показників.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство