Характеристика зернової маси. Виробництво борошна. Технологія виробництва та показники якості олії

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольна робота.

Предмет: Зберігання і переробка продукції рослинництва

План

1. Характеристика зернової маси

2. Виробництво борошна

3. Технологія виробництва та показники якості олії

1. Характеристика зернової маси

Зернова маса -- це сукупність взаємозв'язаних компонентів зерна основної культури, домішок, мікроорганізмів, комах та повітря міжзернових проміжків. Іншими словами, це штучно створена людиною екологічна система, в якій тісно взаємодіють живі організми й навколишнє середовище. Найбільший вміст у зерновій масі зерна основної культури -- від 60 до 95 %. Зернову масу слід розглядати насамперед як комплекс живих організмів. Кожна група цих організмів або її окремі представники за певних умов так чи інакше виявляють свою життєдіяльність і тим самим впливають на стан та якість зернової маси, що зберігається. Зерно і насіння, маючи невеликі розміри та малу масу 1000 зерен, навіть у малій за масою партії містяться у великій кількості. Наприклад, в 1 т зернової маси пшениці міститься 30 -- 40, а в 1 т проса -- 150 -- 190 млн. шт. зерен.

Основою будь-якої зернової маси є зeрно (насіння) певного бота нічного роду. За прийнятою класифікацією ці зерна (за умови їх доброякісності) належать до категорії основного зерна або до зерен головної культури. Переважна більшість зернової маси, як правило, неоднорідна за своїм станом -- зерна різняться за розмірами, виповненістю, масою 1000 зерен, щільністю, вологістю та ін.

На зберігання закладають партії зерна продовольчого та насіннєвого призначення понад 100 різних видів зернових злакових, бобових, кормових, технічних культур. Плоди їх різняться формою, будовою, складом. У зернівці злакових, що складається із зародка, ендосперму та оболонок, запасні поживні речовини містять ся переважно в ендоспермі, в якому можна виділити багатий на жир і білок алейроновий шар. Насіннєва оболонка малоцінна у продовольчому значенні, проте відіграє важливу роль під час зберігання зерна. Зародок, багатий на вуглеводи, білки, жири, ферменти, є визначальним при проростанні зерна. Він важко піддається обробці, а після відокремлення від зерна швидко псується. Під час переробки зерна зародок зазвичай відокремлюється від ендосперму й надалі зберігається чи переробляється за іншими технологіями і режимами.

Головне значення для переробки має стан ендосперму зерна і насіння. Водночас зернівка є цілісним організмом, і зміни в якості однієї її частини неминуче зумовлюють зміни в інших. Тому зернові маси оцінюють за їх основним компонентом -- зерном як комплексом хімічних і фізичних властивостей. Хімічний склад і фізичні властивості зерна залежать від кліматичних, метеорологічних умов, технології вирощування, проте в межах одного роду культур вони характеризуються певними середніми значеннями.

За хімічним складом зернові, круп'яні, олійні та ефіроолійні культури поділяють на чотири групи:

1) багаті на крохмаль (55 -- 80 %) -- хлібні злаки (жито, пшениця, овес, ячмінь, рис, кукурудза), круп'яні (гречка, просо);

2) багаті на білок (понад 20 %) -- бобові (горох, квасоля, люпин,соя);

3) багаті на олію (понад 35 %) -- соняшник, льон, гірчиця, ріпак, мак, кунжут, рицина;

4) багаті водночас на рослинну та ефірну олії -- коріандр, кмин, фенхель.

У зерновій масі, крім зерна основної культури, є домішки насіння інших культурних рослин і бур'янів, органічні та мінеральні до мішки, зерна, пошкоджені шкідниками хлібних запасів тощо. Кількість цих домішок та їх якісний склад залежать від рівня агротехніки, способів і організації збирання врожаю. Наявність домішок не тільки знижує цінність зерна, а й посилює неоднорідність зернової маси, збільшує її об'єм.

Негативна дія мікроорганізмів є головним чинником зниження якості зерна і його псування. Вони з'являються на зерні в період вегетації рослин. У процесі збирання й обробки при контакті насіння з пиловидними часточками ґрунту кількість і ви довий склад їх на зерні різко збільшуються. В 1 г зернової маси містяться десятки або сотні тисяч, інколи мільйони мікроорганізмів.

Мікроорганізми та їх роль при зберіганні зерна і насіння. На поверхні зерна і насіння будь-якої культури, незалежно від віку та якісного стану, знаходяться мікроорганізми, оскільки ріст і роз виток рослин та формування плодів відбуваються в умовах, де є значна їх кількість.

Мікрофлора зерна складається з мікроорганізмів, що заселяють рослини. Вони поділяються на: епіфітні, властиві кожному роду і виду рослин; рослинні паразити та паразити, які випадково потрапили на рослини; мікроорганізми, які потрапили в зернову масу під час збирання врожаю та неправильного зберігання і перевезення.

Мікробіологічні процеси в зерні протікають з великою швидкістю. Свіжозібране зерно вже через кілька днів може втратити схожість, у ньому утворюються токсини, виникає стійкий затхлий запах.

Основний спосіб боротьби з мікрофлорою зерна -- якнайшвидше післязбиральне очищення його від домішок та просушування до сухого стану. Зниження температури також пригнічує активність мікроорганізмів у зерновій масі, проте при температурі 5 - 10 °С плісеневі гриби здатні повільно розвиватися на зерні з підвищеною вологістю. Тому сире, охолоджене зерно, особливо насіннєвого призначення, можна задовільно зберігати недовго, оскільки добре зберігання його можливе тільки в сухому стані.

Вміст у зерновій масі різних компонентів зумовлює її специфічні властивості, які треба враховувати під час зберігання та обробки. Розрізняють фізичні та фізіологічні властивості зернової маси.

Зернова маса має певні фізичні властивості -- сипкість, самосортування, шпаруватість, здатність до сорбції та десорбції різних па рів і газів (сорбційна ємність), тепло-, температуро- і термоволого провідність, теплоємність.

Сипкість -- це здатність зерна і зернової маси переміщуватися по поверхні, розміщеній під певним кутом до гори зонту. Правильно використовуючи цю властивість і застосовуючи відповідні пристрої та механізми, можна повністю уникнути затрат ручної праці при переміщенні зернових мас норіями, конвеєрами і пневмотранспортними установками, самопливом, завантажуванні в різні за розмірами і формою транспортні засоби (автомашини, вагони, судна) та сховища (засіки, склади, траншеї, силоси елеваторів). На сипкість зернової маси впливає багато факторів: гранулометрична будова та гранулометрична характеристика (форма, розміри, характер і стан поверхні зерен), вологість, кількість домішок та їх видовий склад, матеріал, форма і стан поверхні, по якій самопливом перемішується зернова маса.

Самосортування -- це властивість зернової маси втрачати свою однорідність під час переміщення і вільного падіння. Вона зумовлюється сипкістю зернової маси і неоднорідністю твердих часточок, що входять до її складу. Як позитивне явище, самосортування використовується в практиці очистки та сортуванні зернових мас. Відбувається при її переміщенні й струшуванні, завантажуванні та розвантажуванні сховищ і силосів елеваторів. На приклад, під час перевезення зерна в автомашинах або вагонах, пересуванні по стрічкових конвеєрах внаслідок поштовхів і струшу вань компоненти зернової маси з малою масовою часткою (легкі домішки, насіння в квіткових плівках, щуплі зерна тощо) розміщуються ближче до поверхні насипу, а з більшою та абсолютною масою -- ближче до його нижньої частини.

Внаслідок самосортування шпаруватість у різних місцях зернової маси може бути неоднаковою. Шпаруватість та щільність укладання зерна у сховищі залежать від форми, пружності, розмірів і стану поверхні твердих компонентів, форми і розмірів сховища, а також строку зберігання.

Сорбційні властивості зернової маси -- це її здатність поглинати (сорбувати) з навколишнього середовища пару, запахи різних речовин і гази, а також виділяти (десорбувати) їх. У зернових масах спостерігаються такі сорбційні явища, як абсорбція, адсорбція, капілярна конденсація і хемосорбція. Сумарний результат адсорбції, абсорбції, капілярної конденсації, хемосорбції називають сорбцією, а ступінь здатності зернової маси поглинати пару і гази за різних умов -- сорбційною ємністю. Остання визначається капілярно-пористою колоїдною структурою зерна і шпаруватістю зернової маси. Окрема зернина як багатоклітинний організм є пористим тілом з великою поверхнею.

Сорбційні властивості зернової маси мають велике значення при її обробці і зберіганні. Вологість і запах зерна, яке зберігається або обробляється, найчастіше змінюються внаслідок сорбції чи десорбції газів або пари води. Раціональні режими сушіння, активного вентилювання, газації та дегазації зерна при знезаражуванні встановлюють з обов'язковим урахуванням його сорбційних властивостей.

Гігроскопічність зернової маси означає її здатність поглинати пару води з повітря або виділяти її в навколишнє середовище. Білкові молекули зерна здатні вбирати до 240, а крохмаль -- до 30 -- 38 % води відносно своєї маси. Гігроскопічність зерна залежить як від його властивостей, так і від властивостей повітря. У результаті взаємодії зернової маси з навколишнім середовищем вологість зерна безперервно змінюється до досягнення рівноважної вологості.

Теплофізичні властивості зернової маси мають визначальний вплив на ефективність процесів сушіння та активного вентилювання зерна, а також на його зберігання. Основними параметра ми теплових властивостей зернової маси є теплоємність, тепло-, температуро- та термовологопровідність. Теплообмінні процеси у зерновій масі відбуваються шляхом прямої передачі теплоти (кондукція, або контактний теплообмін) чи за допомогою повітря, що рухається по міжзернових щілинах (конвекція).

Теплопровідність зернової маси полягає у її здатності пере носити теплоту від ділянок з високою до ділянок з нижчою темпера турою.

Температуропровідність -- швидкість зміни температури в зерні та його теплова інерція. Чим більший показник питомої теплоємності і менша щільність зерна, тим повільніше охолоджуватиметься або нагріватиметься зернова маса.

Термовологопровідність -- здатність зернової маси спрямовано переміщувати вологу із зони з підвищеною температурою разом із струменем теплоти в менш нагріті ділянки. Інтенсивність термовологопровідності характеризується термовологопровідним коефіцієнтом d (%/К), що показує, який градієнт вологості відповідає температурному градієнту, рівному одиниці.

Зернова маса є складною біологічною системою -- сукупністю живих організмів з приблизно однаковими вимогами до умов життя. Процеси, які відбуваються в зерновій масі в результаті життєдіяльності її компонентів (зерна, насіння культурних рослин та насіння бур'янів, мікроорганізмів, комах, кліщів), називають фізіологічними. Життєдіяльність зернової маси під час зберігання виявляється у вигляді дихання, післязбирального дозрівання, проростання. Ці процеси мають велике практичне значення, оскільки вміння регулювати їх дає змогу зберегти зерно і скоротити втрати ним сухої речовини.

Біологічна довговічність зерна і насіння означає проміжок часу, протягом якого в партії або зразку їх зберігаються здатні до проростання хоча б одиничні насінини. Особливе значення для практики має господарська довговічність зерна і насіння, тобто період зберігання, протягом якого їх схожість залишається кондиційною і відповідає вимогам державного нормування. Технологічна довговічність -- це строк зберігання товарних партій зерна, протягом якого вони не втрачають своїх якостей для використання на харчові, фуражні й технічні потреби. Технологічні властивості зерна зберігаються довше, ніж насінні.

За біологічною довговічністю насіння всі рослини поділяють на мікро-, мезо- і макробіотики. Перші зберігають схожість від кількох днів до 3 років, другі -- від 3 до 15 років, треті -- від 15 до 100 років. Насіння більшості сільськогосподарських рослин належить до мезобіотиків і зберігає схожість за сприятливих умов протягом 5--10 років. Найдовговічнішим є насіння бобових (квасолі, бобових кормових трав та ін.), вівса, сорго, пшениці, менш довговічним -- ячменю, кукурудзи, найменш довговічним -- жита, проса, тимофіївки.

Збереженість борошномельних і хлібопекарських властивостей зерна при тривалому зберіганні залежить від його початкових характеристик і ознак. Різкі температурні та механічні впливи на зерно під час зберігання спричинюють значні зміни його якості. Борошномельні та хлібопекарські властивості зерна жита і пшениці через 7-10 років зберігання залишаються переважно без істотних змін.

Самозігрівання зернової маси -- це підвищення її температури внаслідок фізіологічних процесів, які відбуваються в ній, та низької теплопровідності. Можливе при зберіганні зерна на токах, у зерно сховищах, при транспортуванні у вагонах або суднах.

Самозігрівання -- явище комплексне, тобто це результат інтенсивного дихання самого зерна і мікроорганізмів, що містяться у зерновій масі. Однак не будь-яке підвищення температури у зерновій масі треба розглядати як початок розвитку процесу самозігрівання, оскільки температура в ній може підвищуватися, наприклад, через поступове прогрівання у весняний і літній періоди. Інтенсивність, з якою виникає і розвивається процес самозігрівання, залежить від стану зернової маси, стану конструкції зерносховищ, умов зберігання зерна в сховищах і догляду за ним.

зерновий борошно рослинна олія

2. Виробництво борошна

Основною сировиною для виготовлення борошна є зерно пшениці і жита, тому що ці культури мають високу харчову цінність. Борошномельна властивість зерна визначається співвідношенням між окремими його частинами та хімічним складом .

Процес переробки зерна на борошно на великих державних борошномельних заводах і сільськогосподарських млинах залежить від якості зерна, яке надходить на переробку, досконалості застосовуваної технології, стану технологічного обладнання.

Залежно від схеми помелу в межах встановленого виходу можна виробляти борошно одного або кількох сортів. Так, при загальному виході борошна 78 % можна одержати борошно двох або трьох сортів. Загальний вихід борошна становить переважно не менше 70 %, тому що в нормально виповненому зерні пшениці вміст ендосперму сягає 81-85%.

Технологія виробництва борошна передбачає очищення зерна і його підготовку до помелу в зерноочисному та переробку на борошно в розмельному відділеннях

У підготовчому відділенні борошномельного заводу із зернової маси видаляють органічні й неорганічні домішки за допомогою сепараторів, аспіраторів, кукіле- та вівсюговідбірних машин, магніт них сепараторів; очищають поверхню зерна від пилу і бруду, видаляють борідку, оболонки і зародок, використовуючи для цього оббивні машини з абразивними та стальними циліндрами, а також щіткові та мийні машини.

У процесі обробки зерна в зерноочисному відділенні змінюється тільки його зольність -- зменшується на 0,10 -- 0,15 % внаслідок видалення пилу та бруду, а також частково поверхневих шарів і зародка, які мають підвищену зольність.

Після очищення другою важливою операцією підготовки зерна до помелу є його кондиціювання.

Водно-теплова (ВТО), або гідротермічна, обробка включає заходи підготовки зерна до переробки, в результаті проведення яких посилюється еластичність оболонок та послаблюються зв'язки між оболонками й ендоспермом, змінюються біологічні властивості зерна і борошна та якість клейковини, знижується зольність борошна, підвищується активність ферментів.

На взаємодію зерна з водою впливають його сорбційні властивості, параметри вологоносія та навколишнього середовища. Зерно більших розмірів поглинає воду повільніше, тому що його поверхня, віднесена до одиниці маси, менша. Зерно з високою скловидністю поглинає воду повільно, тоді як зерно з борошнистим ендоспермом -- досить інтенсивно.

У зерновій масі окремі зерна мають різну водовбирну здатність. Так, при середній вологості зерна 16,2 % вологість окремих зерен може становити від 12 до 35 %. Вміст вологи в різних частинах зернівки також неоднаковий. Якщо вологість ендосперму менша за вологість зерна на 0,9--1,7%, то вологість оболонок більша на 8 -- 14 %, причому в ендоспермі вода поширюється повільніше, ніж в оболонках.

Процес взаємодії зерна з водою поділяють на три етапи: початковий -- тривалістю 0,5 -- 1 год (відбувається вологонасичення плодових та насінних оболонок алейронового шару і зародка); основний -- тривалістю 5 -- 12 год (волога проникає в ендосперм); заключний -- триває добу і більше (завершується розподілом вологи по всіх час тинках зернівки).

Кількість води, яка поглинається зерном, залежить від темпера тури. З підвищенням температури його вбирна здатність збільшується. При підвищенні температури зростає кінетична енергія молекул води і відповідно інтенсивність внутрішнього перерозподілу вологи в зерні.

Розрізняють холодне і гаряче кондиціювання зерна. Найпоширенішим способом гідротермічної обробки (ГТО) є холодне кондиціювання, яке може бути без підігрівання зерна і води та з підігріванням. Холодне кондиціювання без підігрівання зерна і води проводять за умови, що температура зерна і води не нижче 18 -- 20 °С, тобто влітку. Взимку, коли температура зерна і води нижча й утруднюються умови проникнення вологи в зерно, проводять холодне кондиціювання з підігріванням. При цьому температуру зерна доводять до 20 - 25 °С, а води -- до 40 - 50 °С. Основним недоліком холодного кондиціювання зерна є необхідність тривалого його відволожування, що потребує будівництва бункерів великої місткості.

Для гарячого кондиціювання використовують спеціальні апарати -- кондиціонери. Зерно, зволожене до 14 -- 16 %, проходить теплову обробку в кондиціонері при температурі 45 - 57 °С. Температурний режим обробки зерна і його тривалість залежать від якості клейковини, скловидності та інших показників. Після ГТО складають помольні суміші, змішуючи зерно за певною рецептурою. Через магнітні сепаратори зерно надходить у розмельне відділення.

Помели бувають разові й повторювані (багаторазові). Останні, у свою чергу, поділяють на прості і складні. Сортове борошно можна отримати лише при повторюваних помелах, просте -- при разових.

Разові помели. Це найпростіший спосіб подрібнення зерна на борошно, за якого зерно пропускають через подрібнювальний механізм або машину (жорнові посади, молоткові дробарки) для одержання борошна з достатнім ступенем подрібнення. Якість борошна разового помелу низька. У борошно потрапляють усі подрібнені оболонки разом з ендоспермом, що надає йому темного кольору та зменшує харчову цінність.

Зерно при разових помелах подрібнюють на жорнах, зроблених з природного або штучного каменю. Одне із жорен закріплюється нерухомо (лежень), а друге (бігунок) -- обертається з коловою швидкістю 10 -- 12 м/с. Зерно засипається в отвір у центрі бігунка і при обертанні останнього затягується в простір між жорнами. На робочій частині жорен за певними правилами насічені борозенки завглибшки 7 - 12 мм, тому зерно при надходженні розтирається між жорна ми до стану борошна. Продуктивність жорнового посаду 100 - 125 кг зерна за добу на 1 см діаметра жорен. Останні виготовляють діаметром 55, 76, 100 і 120 см. Отже, при діаметрі жорен 1 м виробіток сягає приблизно 10 - 12 т борошна за добу.

Для поліпшення якості борошна разового помелу з нього відбирають деяку кількість крупних оболонок -- висівок. Суміш подрібнених продуктів, яку одержують після подрібнення зерна, просівають на буратах або центрифугах (призматичних чи циліндричних рамах, обтягнутих шовковими або металотканими ситами з певними розмірами вічок) і відібрані сходом висівки спрямовуються окремим потоком. Борошно стає більш однорідним, внаслідок чого якість його поліпшується.

Повторювані помели -- більш досконалі способи помелу порівняно з разовими. Полягають у тому, що зерно подрібнюється не за один пропуск, а поступово, послідовно проходячи через кілька розмелювальних машин. Багаторазові помели можна проводити різними способами: простим (одержують борошно з більшим вмістом частин оболонок) і складним (виробляється борошно з меншим вмістом оболонок зерна, тобто кращої якості).

Багаторазові помели проводять переважно такими способами:

1. Зерно послідовно подрібнюють в кількох розмелювальних машинах. Після кожної машини подрібнена суміш спрямовується на просіювання, під час якого з неї висівається готове борошно, а великі часточки надходять у наступні розмелювальні машини. Помел повторюють доти, поки всі часточки не перетворяться на борошно. Так одержують оббивне борошно.

2. Після подрібнення зерна суміш просіюють, відбираючи борошно, і крупніші часточки, які, залежно від розмірів та якості, групують в окремі потоки, після помелу яких одержують борошно різної якості. Крім борошна за такою схемою переробки зерна одержують висівки. Цей спосіб використовують при виробництві житнього борошна -- оббивного і сіяного.

3. Одержану суміш після подрібнення зерна розсортовують за розмірами та якістю частинок, обробляють у ситовійних машинах і вальцьових станках шліфувальних систем (збагачення), одержуючи борошно різних сортів. Помел проводять так, щоб при відділенні оболонок від ендосперму останній менше подрібнювався. Так виробляють пшеничне борошно. Біле борошно високої якості одержують із спеціально збагачених крупок.

У виробництві борошна процес подрібнення зерна і проміжних продуктів є одним із головних, оскільки він впливає на вихід і якість готової продукції. Подрібнення зерна -- одна з найбільш енергомістких операцій. Вона полягає у руйнуванні твердих тіл під дією ударних або стираючих зовнішніх сил. Розрізняють два види подрібнення: просте, за якого всі складові частини зерна подрібнюються рівномірно для одержання однорідної суміші, і вибіркове, коли тверді тіла, неоднорідні за складом, руйнуються для одержання часточок певних розмірів. Вибіркове подрібнення при цьому спрямоване на більш повне виділення твердих часточок.

При простих помелах зерна пшениці і жита, наприклад на оббив не борошно, використовують метод простого подрібнення, при склад них помелах для одержання сортового борошна високої якості -- метод вибіркового подрібнення.

Кожний етап, у свою чергу, складається із систем, кількість яких визначається видом помелу і технічним оснащенням заводу. Системи, на яких подрібнюють зерно і його часточки, називаються драними, або крупоутворювальними, і позначаються римськими цифрами (І, ІІ, ІІІ і т.д.). Системи, на яких подрібнюють проміжні продукти (крупки і дунсти), мають назву розмельних і позначаються арабськими цифрами (1, 2, 3 і т.д.)

Драний процес спрямований на добування з ендосперму на перших драних системах максимальної кількості проміжних продуктів у вигляді крупок з часточками різних розмірів і дунстів (це сере дня фракція продукту між дрібною крупою і борошном) з мінімальною зольністю та невеликою кількістю борошна, а на наступних системах -- відокремити від оболонок часточки, які залишились. Драний процес здійснюють на вальцьових верстатах.

Крупні, середні і дрібні крупки, а також дунсти значно відрізняються між собою не тільки за розмірами (розмір часточок від 0,35 до 3,25 мм, а дунстів від 0,2 до 0,35 мм), а й за добротністю, тобто від носним вмістом ендосперму та оболонок. Якщо ці суміші подрібнити у вальцьових станках, то якість виробленого борошна буде низькою через потрапляння в нього оболонок. Тому основне призначення процесу сортування крупок і дунстів за добротністю -- розділення їх за якістю. Відділення часточок, якість яких близька до якості ендосперму, необхідне для того, щоб одержати максимальну кількість високоякісного борошна з мінімальним вмістом у ньому подрібнених часточок оболонок зерна. Процес сортування крупок і дунстів за добротністю називається процесом збагачення.

Продукти переробки збагачуються на ситовійних машинах, які розділяють суміш на фракції, що різняться аеродинамічними властивостями, розмірами, густиною та формою часточок За структурою технологічний процес поділяється на системи, які збагачують окремо крупні, середні і дрібні крупки та дунсти.

На ситовійних машинах здійснюється просіювання суміші на плоских решетах в умовах висхідного потоку повітря. За сильної дії повітря та прямолінійно-зворотного руху ситового корпуса різні компоненти суміші розшаровуються. Повітря, що засмоктується з підрешітного простору, пронизує всі три яруси решіт і надходить в аспіраційну систему. У міру розпушування шару продукту повітрям часточки з найбільшою густиною переміщуються вниз до решіт, а часточки з найменшою густиною та найбільш шорсткі -- вгору. Часточки, що мають більшу густину і багаті на ендосперм (низькозольні), швидко опускаються на поверхню решіт і просіюються.

Шліфуванням у борошномельному виробництві називається звільнення крупок (крупних, середніх, дрібних) від оболонок, що зрослися з ними, пропусканням через вальцьові станки. При сортових помелах пшениці залежно від продуктивності заводу використовують 5 шліфувальних систем. Після шліфування великі крупинки стають середніми, середні -- дрібними, а дрібні -- дунстами. Режим роботи шліфувальних систем має забезпечувати якнайповніше відокремлення оболонок від крупок з найменшим подрібненням останніх та мінімальним утворенням борошна (не більше 12 -- 15 %).

Завершальним етапом у технологічному процесі виробництва борошна є розмельний процес -- подрібнення на борошно крупок та дунстів, одержаних у драному і шліфувальному процесах і звільнених від оболонок при збагаченні. З кожної розмельної системи намагаються одержати максимальну кількість борошна з мінімальним вмістом золи. Вибір кількості розмельних систем залежить від продуктивності борошномельного заводу, виду помелу, міцності подрібнених продуктів, стану розвитку драного, ситовійного і шліфу вального процесів. При сортових помелах пшениці необхідно 8--14 розмельних систем.

3. Технологія виробництва та показники якості олії

У світовій практиці існує два способи виробництва олії: механічний, або пресовий, і спосіб розчинення олії в летких органічних роз чинниках, або екстракції. У виробництві рослинної олії ці два способи використовуються окремо або сумісно.

На переробку зазвичай надходить неоднорідне за складом насіння олійних культур. Вміст домішок негативно впливає на якість олії, збільшує її втрати, знижує продуктивність машин. Отже, щоб забезпечити оптимальні умови переробки насіння олійних культур, його очищають від сторонніх органічних та мінеральних домішок. Процес очищення ґрунтується на різниці в розмірах, формі, густині та аеродинамічних властивостях насіння й домішок. Очищають насіння за допомогою сепараторів різної конструкції з відкритим або закритим повітряним циклом.

Для збереження якості насіння олійних культур і стабілізації технологічного процесу виробництва олії (шеретування, відокремлення оболонок, подрібнення ядра та ін.), крім очищення, необхідне кондиціювання насіння за вологістю.

Основними компонентами насіння олійних культур з огляду на технологію їх переробки є ядро та оболонки. У насіння льону, сої, рицини, наприклад, є тільки насіннєва оболонка, а в соняшнику -- насіннєва і плодова. За технологічною термінологією, як насіннєві, так і плодові оболонки, називають лузгою.

Одним із основних процесів відокремлення оболонок від ядра є шеретування, після якого одержують суміш, яка називається рушанкою і складається з цілих ядер, оболонок та січки (частинки ядра), цілого і неповністю шеретованого насіння.

За технологічними нормами, рушанка може містити: нешеретованого насіння не більше 5 %, січки -- не більше 3 % від маси ядра. Віялку треба відрегулювати так, щоб у ядрі залишилося лузги не більше 5 -- 6 %, а лузга містила не більше 0,5 % ядра від його маси.

Після шеретування рушанку розділяють на такі фракції: ядро, оболонки, ціле насіння і недошеретоване. Оболонки видаляються, ядро надходить на подрібнення, а недорушанка і ціле насіння -- на повторне шеретування. Насіння соняшнику і сої шеретують на насіннєрушильних машинах МНР та відцентрових А1-МРЦ. На машинах марки МНР насіння шеретується внаслідок ударів об била барабана, які закріплені на барабані, що обертається, або внаслідок повторного удару об деку. Основними робочими органами відцентрової машини є ротор і дека. Насіння за рахунок відцентрової сили відкидається на деку і, ударяючись об неї, розколюється.

Наступним процесом є сепарація рушанки для максимального відокремлення плодових і насінних оболонок від ядра при мінімальних втратах олії. Для цього використовують аспіраційну віяль ну машину МІС-50 продуктивністю 50 т/добу. Вона складається з розсійника та аспіраційного корпуса. Розсійник має набір сит, при значених для сортування рушанки на сім сортів (фракцій). Після розподілення рушанки за розміром на ситах її розділяють за щільністю, змінюючи швидкість повітряних потоків.

Якість подрібнення ядра значно залежить від воло гості насіння. Структура клітин ядра максимально руйнується при його воло гості 5,5 -- 6%. Подрібнене на вальцівках ядро називають м'яткою. Її не можна зберігати тривалий час, бо ферменти клітин (ліпаза) швидко розкладають жири, гідролізуючи їх на гліцерин і вільні жирні кислоти та погіршуючи властивості олії.

Олія в м'ятці розподілена у вигляді тонких плівок на поверхні часточок подрібненого ядра або насіння й утримується на ній силами молекулярної взаємодії, величина яких перевищує тиск, який створюють преси для видавлювання олії. Для зменшення сил, що зв'язують олію з поверхнею м'ятки, застосовують волого-теплову обробку, що називається підсмажуванням. Волого-теплова обробка здійснюється у спеціальних апаратах -- жаровнях. Продукт, одержаний після волого-теплової обробки, називається мезгою. В промисловості відомі два типи підсмажування -- вологе й сухе.

Вологе підсмажування здійснюють у два етапи. На першому етапі проводять зволоження та нагрівання м'ятки з добавлянням води, після чого її пропарюють, доводячи вміст у ній вологи й температуру до оптимальних значень. На другому етапі зволожену м'ятку висушують, тобто відбувається її кондиціювання, яке забезпечує необхідну структуру матеріалу для кращого його пресування.

Сухе підсмажування полягає у висушуванні та нагріванні м'ятки до певної температури без попереднього її нагрівання і зволоження. Сумарна дія вологи, тепла і кисню повітря під час підсмажування сприяють інактивації ферментної системи м'ятки, яка сприяє інтенсивному протіканню гідролітичних та окислювальних процесів. Тому перед сухим підсмажуванням проводять інактивацію ферментів у м'ятці в пропарювальних шнеках інтенсивним і короткочасним нагріванням її до 80 -- 85 °С з одночасним зволоженням.

Зволоження та підсмажування м'ятки на олійних заводах здійснюють на спеціальних жаровнях, які за конструкцією поділяють на три типи: чанні, шнекові та барабанні. Мезга із ядра соняшнику при одноразовому пресуванні на пресах подвійної дії (МП-21) після подрібнення надходить у пропарювально-зволожувальний шнек, де зволожується парою до вологості 8 -- 9 % і нагрівається до темпера тури 80 -- 85 °С. Зволожену м'ятку підсушують на жаровні, доводячи вміст вологи у ній до 2 -- 1,5 %, а температуру -- до 115 -- 120 °С. Тривалість прожарювання 40 -- 45 хв.

Для добування олії пресовим способом раніше застосовували гідравлічні преси, недоліком яких було недостатньо повне видавлювання олії, внаслідок чого вміст її у шротах становив 7 -- 8 %.

На сучасних заводах застосовують шнекові преси, основними робочими органами яких є шнековий вал і зеєрний циліндр. Залежно від тиску, створюваного в зеєрному просторі, на матеріал, що пресується, а також від вмісту олії, яка залишається в макусі, на олійних заводах застосовують різні типи шнекових пресів. За призначенням вони поділяються на преси для попереднього відокремлення олії (форпреси), преси глибокого, або кінцевого, відокремлення олії (експелери) та преси подвійної дії (в одному агрегаті здійснюється попереднє і кінцеве відділення олії).

Екстракційний спосіб добування олії можна застосовувати як у чистому вигляді, так і в комбінації з форпресовим способом. Прикладом екстракційного способу добування олії в чистому вигляді є пряма екстракція «сирої м'ятки» при переробці сої.

Для добування олії з насіння соняшнику і льону застосовують схему форпресування, тобто на першому етапі використовують преси неглибокого одержання олії.

На олійних заводах для виділення олії екстракційним способом як розчинник використовують бензин, а в останні роки -- суміш бутан-пропану, яка за нормальних умов є газоподібною.

Після форпресування макуху направляють на екстракцію для остаточного добування олії. Щоб збільшити поверхню дотику між розчинником та подрібненою сировиною (макуховою крупкою), останню пропускають через спарену плющильну вальцівку з гладенькими вальцями і дістають пластини завтовшки 0,2 -- 0,4 мм.

Є два варіанти для добування олії при екстракційному способі -- настоювання і послідовне знежирювання. При настоюванні матеріал заливають розчинником. Через деякий час олія переходить у розчинник та утворюється розчин (місцела), який потім зливають. Знежирений матеріал знову заливають чистим розчинником і так повторюють доти, поки не буде добута майже вся олія.

При послідовному знежирюванні чистий розчинник безперервно надходить на максимально знежирений матеріал. У процесі екстракції розрізняють два періоди: 1) добування вільної олії, тобто тієї, що міститься на зовнішніх і внутрішніх поверхнях; 2) добування олії, яка знаходиться у незруйнованих або частково деформованих клітинах. Після закінчення екстракції у шроті міститься приблизно 1 % олії та близько 40 % розчинника.

Місцела, яку одержують після екстракції, складається із леткого розчинника, олії і твердих часточок. Щоб видалити з неї тверду фракцію та розділити на олію й розчинник, часточки твердої фракції відокремлюють від місцели відстоюванням, центрифугуванням або фільтрацією. Із трьох основних способів розділення неоднорід них систем здебільшого застосовують спосіб фільтрації. Цей спосіб очищення місцели ґрунтується на затримці твердих часточок пористими перегородками, які здатні пропускати рідку фазу та затримувати тверді домішки. На виробництві процес фільтрації місцели здійснюється при постійному тиску і поступовому зменшенні швидкості фільтрації або при постійній швидкості фільтрації і поступовому збільшенні тиску.

Для відгонки леткого розчинника з місцели застосовують також спосіб дистиляції, використовуючи для цього спеціальні дистиляційні установках. Спочатку місцелу підігрівають у дистиляторі парою до температури 100 -- 105 °С. При цьому частина бензину випаровується і концентрація олії підвищується до 75 -- 85 %. Після цього місцела надходить у кінцевий дистилятор, де бензин повністю відганяється парою при температурі 210 -- 220 °С. Утворена в кінцевому дистиляторі олія виводиться з нього, охолоджується водою в теплообміннику, зважується і направляється у сховище, з якого по дається на очищення. Пара бензину по трубах відводиться в конденсатор з водяним охолодженням, де пари води й бензину, різні за густиною, розділяються на дві фракції.

Нині екстракційний спосіб добування олії на заводах України є провідним, тому що забезпечує більший вихід олії, ніж при використанні пресового способу.

Рослинна олія -- складна багатокомпонентна система, в якій, крім гліцеридів, містяться механічні домішки та деякі інші речовини. Тому високу її якість можна забезпечити ретельним її очищенням. Умовно розрізняють очищення первинне і глибоке --рафінування.

За ступенем очищення та цільовим призначенням рослинна олія буває нерафінована (очищена від механічних домішок), гідратована (очищена від фосфатидів), рафінована (очищена від фосфатидів, вільних жирних кислот, барвників), рафіновано-дезодорована (рафінована олія, очищена від ароматичних та смакових речовин, пестицидів і канцерогенів).

Найпоширенішим способом очищення олії є фільтрація на спеціальних фільтрпресах. Перевагою цього способу є те, що він дає змогу відокремлювати механічні домішки, густина яких не відрізняється від густини олії. Олію фільтрують крізь спеціальну тканину або тканину з фільтрувальним папером у фільтрпресах рамного чи камерного типу.

На олійних пресових заводах продуктивністю до 200 -- 250 т насіння за добу олію очищають переважно способом подвійної фільтрації. Після відокремлення крупних часточок на гущеуловлювачах олія надходить на першу так звану гарячу фільтрацію, яка здійснюється на рамних фільтрах. Після першої фільтрації олія охолоджується до 20 -- 25 °С за допомогою повітряних калориферів і знову повторно фільтрується на таких самих фільтрпресах. Відфільтрова на й охолоджена олія надходить у складські місткості для зберігання.

Від фосфатидів олію очищають гідратацією. В неї вводять насичену пару або воду при перемішуванні, внаслідок чого фосфатиди і білкові речовини зволожуються. Маючи гідрофільні властивості, білкові речовини під час гідратації інтенсивно вбирають воду, набухають, укрупнюються, утворюючи пластівці, які випадають в осад.

Одним з поширених способів очищення олії від жирних кислот є обробка її слабкими розчинами лугів (NaOH). При взаємодії жир них кислот з лугами утворюються нерозчинні в олії солі -- мила, які випадають в осад у вигляді пластівців. Щоб очистити олію від барвників, застосовують так зване адсорбційне рафінування. Суть його полягає в обробці олії спеціальними відбілюючими порошками, дрібненькі часточки яких адсорбують на своїй поверхні барвники.

Неприємний запах і смак видаляються з олії дезодорацією. Для цього у спеціальних апаратах періодичної або безперервної дії крізь шар олії пропускають перегріту, дуже розріджену водяну пару, що в техніці називається дистиляцією.

Якість і склад олії значною мірою залежать від географічних районів, ґрунтово-кліматичних умов, сорту та агротехніки вирощування олійних культур.

Властивості і якість олії визначають за такими показниками, як число омилення, йодне і кислотне числа.

Таблиця. Показники якості олії з насіння олійних культур

Можна визначити якістю олії органолептично й інструментальними методами (кислотне і йодне числа, число омилення).

Якість олії характеризують її запах, колір і прозорість. Харчова олія повинна бути цілком прозорою, мати світло-жовтий колір та характерний запах. Однією з ознак якості олії є кількість відстою (нежирних домішок).

Число омилення -- кількість міліграмів їдкого калі КОН, необхідна для нейтралізації вільних і зв'язаних з гліцерином жирних кислот, одержаних при омиленні 1 г жиру.

Кислотне число -- кількість міліграмів їдкого калі КОН, необхідна для нейтралізації вільних жирних кислот, що містяться в 1 г жиру. Це важливий показник властивостей і стану жиру, оскільки може легко збільшуватися при зберіганні як жиру, так і багатих на жирхарчових продуктів.

Йодне число -- кількість грамів йоду, яка зв'язується із 100 г жиру. Воно дає змогу оцінити якість олії, придатність її для використання. Оскільки приєднання йоду відбувається у місці подвій них зв'язків у молекулах ненасичених жирних кислот, йодне число дає уявлення про вміст цих кислот у жирі. Чим вище йодне число, тим легше окислюється жир, тому він більш придатний для виготовлення лаків, фарб, оліфи і менш придатний для вживання в їжу.

За можливістю ненасичених жирних кислот швидко окислювати ся визначають здатність олії до висихання. За цією ознакою олії поділяють на: швидковисихаючі, напіввисихаючі та невисихаючі. Швидковисихаючі олії -- лляна, конопляна, йодне число яких 130 -295. До їх складу входять гліцерин, лінолева (50 -- 60 %) та ліноленова (17 - 45 %) кислоти. Напіввисихаючі і слабковисихаючі -- соняшникова, соєва, кукурудзяна з йодним числом від 85 до 130. У їх складі переважають гліцериди лінолевої (40 - 57 %) та олеїнової (28 - 50 %) кислот. Невисихаючі олії -- арахісова, рицинова з йод ним числом до 85. У них переважає олеїнова кислота (до 83 %).

Размещено на Allbest.ru