В современной технологии муки особое значение имеет режим работы первых трех систем драного процесса, на которых извлекаются наиболее добротные продукты - продукты первого качества, и первых трех размольных систем, на которых измельчают эти продукты, после их дополнительного обогащения на ситовеечных системах. Статистическая обработка данных балансов помола показывает, что эффективность помола и эффективность функционирования первых трех систем драного процесса взаимосвязаны, при значении коэффициента корреляции г=0,903+0,026, а для первых трех размольных систем и помола г=0,952+0,030. Это показывает, что именно результат работы этих систем в значительной мере определяет конечную эффективность помола. Поэтому на функционирование этих первых систем драного и размольного процесса следует обращать особое внимание, добиваясь высокой их эффективности.
Установлено, что извлечение продуктов 1-го качества находится в границах от 35% до 79%, лишь с 1968 года оно установилось на уровне от 61 до 72%. Общее извлечение продуктов на этих системах, т.е. круподунстовых продуктов и муки вместе, составляет от 45 до 85%. Очевидно, этот результат обусловлен различным подходом конкретных технологов к управлению процессом помола.
Интересно, что эти системы в технологии сортового помола представляют собой единый технологический блок: изменение режима на I Д не влияет на суммарное извлечение продуктов и с двух первых, и с трех первых систем. Это упрощает регулировку их режима и предоставляет возможность понижать режим измельчения на I Д, для общей интенсификации процесса.
Среднее арифметическое значение эффективности извлечения продуктов 1-го качества равно 34,2%. Следовательно, этот уровень соответствует удовлетворительному результату. Исходя из этого, можно рассчитать максимальные значения зольности продуктов 1-го качества, при различном их извлечении, при которых обеспечивается достаточно высокая эффективность помола. Но следует иметь в виду, что эти значения являются предельными, для повышения эффективности помола необходимо снижать зольность извлекаемых продуктов на этих системах.
Помимо технологического показателя К, равного отношению выхода муки к ее зольности, для оценки эффективности сортового помола был предложен также коэффициент размолоспособности, определяемый по следущей формуле:
, (2.3)
где Z0 и Z1 - зольность муки и зерна, %;
И - выход муки, %.
Хорошие мукомольные свойства имеет зерно, если величина этого коэффициента лежит в пределах от 33% до 37%, а низкие мукомольные свойства от 40 до 45 % .
2.7 Перспективы развития проблем управления технологическими свойствами зерна
Современная технология муки основана на тысячелетнем опыте человечества. Существующие технологические схемы и регламенты позволяют эффективно обеспечивать сохранность огромной массы зерна и его переработку в муку. Однако потенциальные возможности зерна реализуются в недостаточной степени, имеются дополнительные значительные резервы.
Накопленный научный и производственный опыт отвечает лишь сегодняшнему уровню развития технологии муки, соответствует традиционным вариантам технологических схем и режимов процессов мукомольного производства.
Дальнейшее совершенствование технологии муки, повышение эффектив-ности использования зерна связано с развитием исследований, накоплением научной информации о технологических свойствах зерна, их трансформации под влиянием различных факторов, начиная от качества семян до процессов переработки зерна в готовую продукцию.
Проблема управления технологическими свойствами зерна в настоящем толковании сформулирована более 50 лет назад. В апреле 1949 года проф. Я.Н. Куприц именно под таким названием опубликовал статью в сообщениях и рефератах ВНИИЗ. В этом труде он определил, что комплекс технологических свойств зерна формируется в поле, затем на элеваторе и, наконец, на мельнице. При этом в качестве основных воздействующих факторов автор выделил:
сортовые особенности зерна, т.е. его биологическую природу, причем акцентировал внимание на роли селекционеров по выведению не только высокоурожайных, но ценных в технологическом смысле сортов;
гидротермическую обработку как основной метод управления свойствами зерна при подготовке его к переработке в муку или крупу;
стабилизацию свойств зерна посредством рационального формирования помольной смеси, с учетом индивидуальной технологической характеристики каждого компонента смеси.
Установленный трехступенчатый процесс формирования технологических свойств зерна не должен исполняться формально, но «на каждой ступени должна обязательно учитываться живая биологическая система зерновой массы».
В заключение статьи говорится: «В борьбе за дальнейшее улучшение качества муки ... возможность управления технологическими свойствами зерна несомненно призвана сыграть весьма значительную роль».*
За прошедшие с тех пор полвека выполнено большое число исследований во всех областях, связанных с качеством зерна, его технологическими свойствами, процессами подготовки и размола зерна в муку или же производства крупы. При этом технологические свойства в настоящее время следует понимать как комплекс мукомольных и хлебопекарных свойств, откуда вытекает необходимость их совместной оценки путем привлечения некоторого понятия технологического потенциала зерна, который может быть сформирован в различных вариантах, но с обязательным учетом указанных выше свойств.
За эти годы наука развивалась не только чисто в прикладном производственном варианте. Обстоятельное изучение физико-химических, биохимических, структурно-механических, теплофизических свойств зерна, особенностей его строения и тонкой микроструктуры его анатомических частей, термодинамики взаимодействия зерна с водой, привлечение новой сложной аппаратуры для оценки разнообразных показателей качества зерна и его технологической ценности - весь этот спектр наук и полученные весомые результаты позволили существенно модернизировать технологическое оборудование, резко сократить протяженность технологических схем помола, повысить эффективность использования зерна при сортовых помолах.
Фактически современная технология помола обеспечивает достаточно полную реализацию мукомольных свойств зерна. Можно считать, что достигнутый на современных мельницах сортового помола пшеницы выход муки высшего сорта в размере от 75 до 76 % является достаточным, исходя из всех оригинальных особенностей зерна как объекта переработки. Но производство муки по-прежнему требует большой затраты энергии и является дорогостоящим. Тщательный анализ имеющихся научных данных о свойствах зерна и его реакции на различные внешние воздействия, а также препарирования современной технологии сортового помола позволяет сформулировать некоторые рекомендации по дальнейшему развитию проблемы управления технологическими свойствами зерна.
Следует признать, что именно эта проблема является в настоящее время центральной и останется таковой в обозримом будущем. Именно на пути совершенствования средств и методов управления свойствами зерна лежит решение задачи повышения эффективности мукомольного и крупяного производства. Автор убежден, что на протяжении следующих 10 - 15 лет в технике и технологии переработки зерна произойдет революционный прорыв. Скорее всего, это осуществится благодаря совершенствованию методов гидротермической обработки и некоторых других важных процессов в подготовительном отделении мельницы. Основная проблема заключается в решении проблемной задачи облегчения разделительных операций, быстрого превращения зерна в муку и отруби, с выделением в самостоятельный продукт зародыша зерна. Можно предполагать, причем с достаточным основанием, что весь процесс помола пшеницы в сортовую хлебопекарную муку сократится до 8 и даже 6 систем измельчения, с теми же конечными высокими результатами, что и на современных передовых предприятиях.
Совместный анализ накопленных в мировой технической литературе данных позволяет автору настоящего труда взять на себя смелость сформулировать некоторые соображения о перспективе развития проблемы управления технологическими свойствами зерна в ближайшем будущем.
Необходимо срочно организовать широкомасштабное исследование организации и ведения технологического процесса на основе привлечения современных методов системного анализа, что обещает выявить скрытые резервы современной технологии муки и крупы.
Существенное изменение технологии сортового помола пшеницы может произойти при условии разработки особых вариантов подготовки зерна к переработке (применение активированной воды, предварительное шелушение зерна и т.п.). Важную роль могут сыграть селекционеры, на основе выведения сортов или гибридов пшеницы с высоким показателем сферичности и с незначительной петлей бороздки.
Очень важным представляется решение проблемы теоретического обоснования комплементарности представителей слабой и сильной пшеницы. Вскрытие механизма формирования клейковинного комплекса при взаимодействии белков слабой и сильной пшеницы, обеспечивающего положительный отход от аддитивности, даст в руки специалистов инструмент управления технологическими свойствами зерна при формировании помольных смесей, с обязательным достижением высоких показателей и мукомольных свойств зерна, и хлебопекарных свойств муки. Автор считает эту задачу одной из важнейших. Ее разрешение, по-видимому, требует совместных творческих усилий технологов-мукомолов, биохимиков, биологов и специалистов в области тонкой химической технологии.
Требуется обеспечение предприятий новыми эффективными системами контроля параметров технологических операций, насыщение технологических линий автоматизированными системами управления.
Революционные изменения в технологии обязательно породят такие же преобразования и в технологическом оборудовании.
Автор оставляет без рассмотрения многие другие вопросы, останавливаясь лишь на таких, которые, по его мнению, обладают высоким приоритетом. В любом случае, революционный прорыв в технологии и технике мукомольного производства может осуществиться только на основе комплексного исследования, совместного творческого труда всех ученых и специалистов, занятых в области производства, хранения и переработки зерна.[6]
2.8 Описание технологического процесса в размольном отделении мукомольного завода
Подготовка зерна к помолу является очень важным и ответственным этапе в технологическом процессе сортового помола зерна пшеницы. В зерноочистительном отделении мукомольного завода с зерном проводят следующие действия:
- формирование помольных партий;
- очистка зерновой массы от примесей;
- очистка поверхности зерна;
- 3-х ступенчатая гидротермическая обработка;
- обеззараживание.
При производстве хлебопекарной муки процесс измельчения зерна и промежуточных продуктов является одним из главных, так как в значительной мере влияет на выход и качество готовой продукции, на эффективность и стабильность работы последующего оборудования для сортирования продуктов размола.
Измельчение зерна -- одна из наиболее энергоемких операций.
Измельчением называют процесс разделения твердых тел на части под действием ударных или ударно-истирающих внешних сил.
Основные требования, предъявляемые к процессу измельчения при сортовых помолах зерна пшеницы, сводятся к получению максимального количества промежуточных продуктов размола зерна в виде крупок и дунстов высокого качества, обогащению полученных промежуточных продуктов, последующему их измельчению в муку и вымолу оболочек от оставшихся частиц эндосперма.
Поэтому процесс измельчения зерна пшеницы при сортовых помолах по своей структуре состоит из следующих этапов::
---Драной процесс, в котором выполняются две основные задачи. Первая задача заключается в первичном измельчении зерна с отбором максимально возможного количества крупо-дунстовых продуктов первого качества и минимальным отбором тонкодисперсной муки. При этом извлечение продуктов производится в два этапа с применением сортировочных систем. Вторая задача состоит в вымоле эндосмперма из сходовых продуктов с применением вымольных систем, и получение полноценных отрубей (драной вымол).
---Ситовеечный процесс. Разделение крупо-дунстовых продуктов, полученных в драном процессе по добротности (зольности), т.е. их обогащение на ситовеечных системах;
--Шлифовочный процесс, предназначенный для обработки промежуточных продуктов, имеющих на поверхности частички оболочек (сростки). Кроме того, при сокращенном шлифовочном процессе возможно также измельчение крупки в муку;
--Размольный процесс, предназначенный для тонкого измельчения обогащенных и необогащенных промежуточных продуктов с максимальным отбором муки и вымолом оставшихся оболочек (размольный вымол).