Оборудование для переработки гречки. Комплексная технология переработки гречихи с утилизацией лузги Станки самодельные изготовления круп гречихи

Гречиха является одним из основных видов зерна для крупяных заводов.
Из нее вырабатывают:
- крупу ядрицу - целые, неколотые ядра гречихи, освобожденные от плодовых оболочек;
- продел - частицы ядра, освобожденные от оболочек, расколотые в процессе обработки;
- крупу Смоленскую - дробленая крупа - ядрица, вырабатывают по особому распоряжению.
- крупу коричневую - выработанную по особым распоряжениям. Она представляет собой ядрицу, подвергшуюся дополнительной гидротермической обработке;
- муку гречневую диетическую - побочный продукт при выработке Смоленской крупы. Ее также специально вырабатывают из ядрицы.
Процесс переработки гречихи в крупу состоит из следующих последовательных технологических операций:
- очистка зерна от примесей двукратным пропуском через сепараторы, через триеры (в тех случаях, когда гречиха засорена овсюгом или содержит зерна пшеницы и ржи) и через камнеотделительные машины;
- гидротермическая обработка очищенного зерна пропариванием его в специальных пропаривателях, сушка с доведением влажности до 13,5% и охлаждение;
- предварительное сортирование на крупосортировочных машинах БКГ на два потока (крупного и мелкого зерна);
- окончательное сортирование на шесть фракций с последующей самостоятельной переработкой каждой фракции в отдельности. Сита для окончательного сортирования гречихи на фракции должны иметь следующие размеры.

Гречиху шелушат на двухдековых 2ДШС-ЗБ или однодековых СВУ-2 шелушильных станках.
Режим работы шелушильных станков устанавливают так, чтобы после пропуска гречихи количество шелушеных зерен было не меньше, чем указано ранее.
Должен быть организован промежуточный отбор ядра с просеиванием продуктов шелушения. Эту операцию проводят на крупосортировочных машинах БКГ.
Шелушеные зерна после дополнительного пропуска через сортировочные машины, где выделяется мучка и продел, направляют (после контроля) в. готовую крупу. Смесь нешелушеных зерен и лузгу провеивают для отделения лузги и направляют на повторное шелушение.
Вырабатываемая крупа должна, отвечать следующим нормам качества: содержание доброкачественного ядра в ядрице первого сорта должно быть не менее 99,2%, второго сорта 98,3% и в проделе 98,3%, в том числе битых зерен в первом сорте должно быть не более 3,0% и во втором - 4,0%. Количество нешелушеных зерен в первом сорте не более 0,3%, во втором сорте 0,4% и в проделе 0,1%.
Нормы выходов и отходов при переработке гречихи базисных кондиций приведены в таблице 41.

Кроме гречневой крупы, из ядрицы вырабатывают диетическую гречневую муку. Для этого ядрицу дополнительно очищают на зерноочистительных машинах, подвергают мойке в теплой воде (с температурой 35-40°С) с последующим подсушиванием до 10% и измельчают двукратным пропуском через вальцовые станки. Крупность диетической муки характеризуется остатком на шелковом сите № 27 не более 2% и проходом через шелковое сито № 38 не менее 60%.

В 1968 - 1975 гг. ВНИЭКИпродмаш предложил и осуществил при участии Миргородской МИС новый способ (технологию) выработки гречневой крупы.

Новый способ выработки гречневой крупы включает очистку и шелушение несортированного по размерам на фракции зерна. Шелушеные зерна от нешелушеных отделяются на ячеистых сортировочных столах после предварительного удаления оболочек, мучки и дробления.

Чтобы улучшить качество и сортность крупы, а также увеличить ее выход, несортированное по размерам зерно последовательно четырехкратно шелушат на обрезиненных валках. На последующие машины после шелушения подают верхние сходы, полученные после сортирования зерна, а крупу извлекают последовательно в несколько этапов, сортируя обогащенную смесь на крупоотделительных машинах. При этом верхний сход, полученный после сортирования, направляют на контроль, а нижний сход последнего этапа крупоотделения - в первую зону сортирования. Кратность шелушения и соответственно число этапов крупоотделения равны четырем.

Такой способ выработки гречневой крупы позволяет значительно уменьшить внутризаводской оборот продукта, повысить производительность и эффективность технологического процесса выработки крупы.

На чертеже изображена схема для осуществления способа (рис. 1). Обрабатываемое зерно (гречиха) поступает на 1-ю систему шелушения 1У включающую машины с обрезиненными валками типа ЗРД. С 1-й системы продукты шелушения направляются на рассев 2.

С сит с отверстиями ф 4 мм рассева 2 после провеивания на аспираторе 3 продукт направляют на сортировочную машину 4 с возвратно-поступательным движением сит для отделения посторонних примесей и дополнительного выделения шелушеного зерна.

Рис. 1. Новая технологическая схема производства гречневой крупы:

1, 5, 13, 19 - соответственно 1-, 2-, 3-, 4-я системы шелушения; 2, 10, 16, 21 - рассевы; 3, 11, 17 - аспираторы с замкнутым циклом воздуха; 4, 12, 18 - сортировочные машины; б, 7, 8, 14, 15, 20, 22 - крупоотделительные машины

С сит с отверстиями ф 4 мм сортировочной машины 4 продукт поступает на 2-ю систему шелушения 5. Сход с сит с отверстиями размером 1,7 х 20 мм рассева 2 и сортировочной машины 4, обогащенный продуктами шелушения (содержание ядра 90...95 %), полученными после сита с отверстиями ф 4 мм, направляется на крупоотделительные машины 6 с ячеистыми столами (I этап отделения ядрицы), колеблющимися с частотой не более 3,3 с-1(200 об/мин). Выделенная ядрица направляется на контрольные крупоотделительные машины 7, а продукт, получаемый нижним сходом с крупоотделительных машин 6, направляется на крупоотделительные машины 8 (II этап отделения ядрицы). Продукт верхнего схода крупоотделительных машин 6 и 8 идет для дополнительного контроля на сортировочную машину 9, откуда сход с сита с отверстиями размером 1,7 х 20 мм поступает на контрольные крупоотделительные машины 7. После 2-й системы шелушения 5 продукты направляются на рассев 10. Сход с сита с отверстиями 0 4 мм рассева 10 после провеивания на аспираторе 11 и просеивания на сортировочной машине 12 поступает на 3-ю систему шелушения 13. Продукт, идущий сходом с сит с отверстиями размером 1,7 х 20 мм рассева 10, направляется на крупоотделительные машины 14. После крупоотделения продукт верхнего схода (ядрица) поступает на контрольные системы крупоотделительных машин 7, а нижние схода - на крупоотделительные машины 15. После 3-й системы шелушения 13 продукты поступают на рассев 16. Сход с сита с отверстиями ф4 мм рассева 16 после провеивания на аспираторе с замкнутым циклом воздуха 17 и просеивания на сортировочной машине 18 поступает на 4-ю систему шелушения 19. Сход с сита с отверстиями размером 1,7 х 20 мм рассева 16 вместе с продуктом, поступающим от сортировочной машины 12, направляется на крупоотделительные машины 20 (III этап крупоотделения). После крупоотделения продукт верхнего схода (ядрица) поступает на контрольные крупоотделительные машины 7, а нижние схода - на крупоотделительные машины 15 либо 22. Продукты шелушения машины 19 направляются на рассев 21. Сход с сита с отверстиями ф 4 мм рассева 21 возвращается на рассев 2. Сход с сита с отверстиями размером 1,7 х 2,0 мм рассева 21 поступает на крупоотделительные машины 22. После крупоотделительных машин 22 продукт верхнего схода (ядрица) направляется на выбой, а нижнего схода-на рассев 2. Лузга, отвеиваемая на аспираторах 3, 11 и 17, направляется на контроль (на чертеже не показан). Мучка и дробленка, высеиваемые на рассевах 2, 10, 16 и 21 и сортировочных машинах 4, 9, 12 и 18, также поступают на контроль.

Ввиду того что размеры зерен гречихи колеблются в широких пределах, технологический процесс гречезавода в настоящее время предусматривает обязательное сортирование (предварительное и окончательное) гречихи на шесть фракций с помощью рассевов или крупосортировочных машин с последующим шелушением каждой фракции гречихи отдельно на вальцедековых станках. Ядрицу выделяют также пофракционно на рассевах, что требует развитого технологического процесса. В этом заключаются основные особенности существующего технологического процесса выработки гречневой крупы.

При подготовке зерна гречихи к переработке в крупу после очистки ее подвергают гидротермической обработке, включающей операции пропаривания, сушки, охлаждения.

Аппарат для пропаривания зерна с автоматическим управлением А9-БПБ предназначен для обработки паром гречихи, проса, овса, пшеницы, риса и др.

Корпус аппарата служит сосудом для пропаривания зерна. Внутри корпуса расположен змеевик для равномерного распределения пара. Корпус смонтирован на станине. На крышке установлен загрузочный затвор. Загрузочный и разгрузочный затворы снабжены самостоятельными приводами. Электрооборудование аппарата состоит из электроприводов затворов, конечных выключателей, фиксирующих поворот пробок затворов на 90°, сигнализатора уровня, контролирующего верхний и нижний уровни зерна при загрузке и выгрузке аппарата, двух клапанов с электроприводами для подачи и выпуска пара, пульта управления.

Пульт управления предназначен для дистанционного автоматического управления основными операциями. Электросхемой предусмотрены два режима управления работой аппарата: ручной и автоматический. Ручной режим служит для наладки работы аппарата, отработки операций, доработки продукта в аварийных ситуациях и для управления работой аппарата при отказе автоматики. Основной режим работы - автоматический.

Зерно загружается в сосуд аппарата, пропаривается в течение 1 ...6 мин в зависимости от вида зерна и выгружается через разгрузочный затвор.

Приемочные испытания аппарата А9-БПБ проведены в гидротермическом отделении гречецеха Брянского комбината хлебопродуктов. При испытаниях аппарат был настроен на режим работы, рекомендованный по результатам первого этапа испытаний: отсчет времени пропаривания проводился с момента пуска пара в сосуд аппарата. Кроме того, продолжительность цикла была сокращена за счет более рационального совмещения операций: открытие клапана впуска пара и пропаривание; пропаривание и закрытие клапана впуска пара; открытие клапана выпуска пара, выпуск пара. Время цикла при этом составило 492 с. Испытания показали, что при давлении в паропроводе 6 105 Па набор заданного давления в сосуде происходит за 1 мин 45 с.

Качество пропаривания на заданном режиме в ходе испытаний аппарата А9-БПБ контролировали как по равномерности нагрева и увлажнению зерна, так и по цвету, вкусу и запаху полученной крупы.

Проведенные испытания подтвердили, что неравномерность (отклонение между крайними значениями показателей) распределения влажности в зерне изменяется в пределах 0,3...1,6%. Этот же показатель по среднеарифметическому значению не превышает 0,2...0,3 %. Влажность гречихи в результате пропаривания в среднем увеличилась на 3,7...4,4% (размах колебаний от 3,4 до 4,9 %). Следовательно, увлажнение зерна по всему объему сосуда аппарата происходит достаточно равномерно. Данные, полученные при испытаниях, приведены в таблице 6.

Годовой экономический эффект от использования одного аппарата А9-БПБ взамен пропаривателя Г.С. Неруша составляет 4 тыс. р.

Другой эффективный аппарат в схеме гидротермической обработки гречихи - сушилка паровая А1-БС2-П.

Сушилка паровая А1-БС2-П предназначена для сушки зерна крупяных культур, прошедшего гидротермическую обработку. Сушилка состоит из следующих основных частей: зерноприемника, секций нагревательных, разгрузочной секции с приводом.

Зерноприемник служит для равномерного распределения зерна по длине сушилки. Он представляет собой стальной короб размерами 198 х 376 х 650 мм. На крышке зерноприемника расположены два приемных патрубка. Для поддержания постоянного уровня зерна имеются электронные датчики уровня.

Нагревательные секции служат для сушки зерна теплом, отдаваемым паром через поверхность нагрева. Каждая секция состоит из коллектора, имеющего две камеры - паровую и конденсационную, в которые вварены в шахматном порядке цилиндрические и овальные трубы (по 21 трубе на секцию). Цилиндрические бесшовные трубы, проходящие внутри овальных, связаны с паровой, а овальные - с конденсационной камерами.

Коллекторы нагревательных секций соединены между собой патрубками-калачами, подающими пар и конденсат из верхних секций в нижнюю. С обеих сторон внутри нагревательных секций расположены наклонные скатные плоскости, которые предотвращают высыпание зерна из сушилки и одновременно образуют каналы для циркуляции воздуха.

Для осмотра, очистки и ремонта деталей, находящихся внутри сушилки, в секциях с двух сторон расположены дверки. Каждая нагревательная секция имеет с одной стороны 60 отверстий ф 20 мм (по 15 на одной дверке) для подсоса в сушилку наружного воздуха, а с противоположной стороны - диффузоры, для удаления увлажненного воздуха из сушилки. Количество отсасываемого воздуха из каждой нагревательной секции регулируют, изменяя размеры выходной щели. Секция разгрузочная служит основанием, на котором монтируются нагревательные секции.

Несущей конструкцией всех десяти нагревательных секций служат две опоры, находящиеся на раме по обе стороны сушилки. В разгрузочной секции предусмотрены восемь бункеров и цепной конвейер, который состоит из двух цепей, соединенных между собой скребками. Верхние ветви конвейера движутся по направляющим, а нижние - по дну, представляющему собой выдвижные поддоны. Привод цепного конвейера осуществляется от электродвигателя через червячный редуктор. Скорости цепного конвейера регулируют вариатором посредством маховичка.

После гидротермической обработки зерно поступает в зерноприемник, откуда под действием силы тяжести опускается вниз в нагревательные секции. Для удаления влаги из зерна в сушилке используется принцип контактной сушки, т. е. тепло передается зерну непосредственно от нагретой поверхности овальных труб, между которыми оно движется. Испарившаяся из зерна влага поглощается воздухом и вместе с ним удаляется из сушилки. Пройдя нагревательные секции, просушенное зерно поступает в бункера разгрузочной секции и выходит на площадки, с которых снимается скребками цепного конвейера и нижней его ветвью транспортируется к выходному отверстию.

Производительность сушилки и экспозиция сушки зерна зависят от скорости движения цепного конвейера, регулируемой клиноременным вариатором.

Для нагрева труб нагревательных секций используют сухой насыщенный пар. Давление пара в трубах и его температуру регулируют редукционным клапаном. Давление пара в сушилке контролируют манометром. Отработанный пар и конденсат из сушилки выводятся через конденсатоотводчик.

Техническая характеристика сушилки А1-БС2-П

Производительность на зерне с натурой 570 г/л при 56...60

снижении влажности пропаренного зерна на 7...9 %, т/сут

Расход пара на 1 т %, кг/ч 5 5 0.. .65 0

Давление пара, Па До 3,43 105

Расход воздуха на 1 т%. влагосъема, м3 /ч 200

Аэродинамическое сопротивление, Па 137,2

Скорость движения цепи конвейера при проектной 0,061...0,067

производительности, м/с

Электродвигатель привода вентилятора ВЦП № 6:

мощность, кВт 7,5

частота вращения, с-1 (об/мин) 24,3 (1460)

Электродвигатель привода конвейера:

мощность, кВт 1,1

частота вращения, с-1 (об/мин) 15,5 (930)

Редуктор:

тип РЧУ-80

передаточное число 31

Габариты, мм:

ширина 810

высота 8100

Масса, кг 5760

Новый способ выработки гречневой крупы испытывали на крупяном заводе Брянского мелькомбината хлебопродуктов. Плановая суточная производительность завода в период испытаний была 125 т/сут при базисном выходе крупы 66 %.

Во время испытаний кинематические параметры основного технологического оборудования характеризовались следующими величинами:

шелушильные машины с обрезиненными валками А1-ЗРД (четыре системы) - окружная скорость быстроходных валков 9... 12 м/с и отношение окружных скоростей быстроходных валков к тихоходным 2,0... 2,25;

рассевы ЗРМ (четыре системы) - частоты колебаний ситовых корпусов 2,3...2,6 с-1 (140...156 об/мин) и радиусы круговых колебаний корпусов 25 мм;

крупосортировки А1-БКГ (три системы) - частота колебаний ситовых корпусов 5,3...5,6 с-1 (320...340 об/мин) и амплитуда 9 мм;

крупоотделители А1-БКО-1,5 (шесть основных систем и две контрольные) -частота колебаний сортировочных дек 2.8...3 с-1 (170... 185 об/мин) и амплитуда 28 мм.

Технологические показатели работы машин А1-ЗРД на шелушении зерна гречихи свидетельствуют о том, что коэффициент шелушения был не ниже достигаемого в практике при шелушении гречихи на вальцедековых станках. В то же время количество дробленого ядра по отношению к массе продукта, поступающего в машину, на всех системах не превышало 1,14%, что значительно ниже получаемого в практике (2...3%) и предусмотренного Правилами организации и ведения технологического процесса на крупяных заводах (1,5...2,5 %) при шелушении гречихи на вальцедековых станках. Коэффициент цельности ядра в среднем составил 0,96.

Количество продукта, поступающего на машины А1-ЗРД при работе их с производительностью до 3000 кг/ч, на качество шелушения практически не влияет.

Продукты шелушения после машины А1-ЗРД каждой системы поступают на рассевы для выделения ядра, продела и мучки. Кроме этих продуктов, на рассевы 1-й, 2-й и 3-й систем поступали нижние схода соответствующих крупоотделительных машин.

После сортирования на рассевах проходом через сита с отверстиями ф 4,0 мм и сходом с сит с размерами отверстий 1,7 х 20 мм получали продукт с незначительным содержанием нешелушеного зерна, который после провеивания направляли для отделения ядрицы на крупоотделительные машины А1-БК0. Продукт, полученный сходом с сит с отверстиями ф 4,0 мм и содержащий значительное количество нешелушеного зерна, после провеивания и дополнительного просеивания на крупосортировках, где от него отбирали еще некоторое количество ядра, подавали на машины А1-ЗРД последующей системы шелушения.

Работа рассевов на сортировании продуктов шелушения гречихи характеризуется тем, что сходом с сит с отверстиями Ø4,0 мм получают 65,8... 74,9 % продукта от общего количества с содержанием в нем 26...34,24 % ядра. Продукт, полученный сходом с сит с отверстиями размером 1,7 х х 20 мм, состоит в основном из ядра с содержанием в нем нешелушеного зерна до 9,6 %.

При сортировании продуктов шелушения на рассевах и крупосортировках содержание нешелушеных зерен и сорной примеси возрастает по мере движения продукта по системам.

Из схода (сита с отверстиями Ф4 мм) рассевов после предварительного провеивания дополнительно выделяли на крупосортировках от 10 до 19,3 % ядра. Содержание нешелушеных зерен в этом продукте в зависимости от системы составляло от 5,36 до 7,68%. Схода сит с отверстиями Ø 4 мм, поступившие на машины А1-ЗРД, составляли 80...90% и содержали 27,80...30,00% ядра, что свидетельствует о возможностях дальнейшего совершенствования процесса сортирования продуктов шелушения.

Ядрицу из продукта, полученного сходом с сит с отверстиями размером 1,7 х 20 мм на рассевах и проходом через сита Ø4,0 мм, на крупосортировках извлекали на крупоотделительных машинах А1-БКО. При этом машины б, 14, 20, 8 и 15 работали на предварительном извлечении ядра, а машины 7 и 22 - на окончательном контроле крупы.

Технологические показатели, характеризующие работу крупоотделительных машин на предварительном извлечении ядра и окончательном контроле крупы, показывают, что в верхний сход поступало 40,0...58,8 % (коэффициент извлечения) от исходного продукта. При этом содержание нешелушеных зерен в верхнем сходе находилось в пределах 0,32...0,52 %.

Анализ работы крупоотделительных машин показывает, что имеются определенные резервы в повышении эффективности их работы. Работавшие на контроле верхних сходов крупоотделительные машины обеспечивали получение гречневой крупы, отвечающей требованиям первого сорта. При этом извлекалось до 51 % крупы от общего количества продукта, поступавшего на эти крупоотделители. Необходимо отметить, что при работе крупоотделительных машин А1-БКО на предварительном и окончательном контроле крупы в верхний сход поступало незначительное количество сорной примеси, несмотря на большое ее содержание в исходном продукте. Основное количество сорной примеси поступало в нижние схода.

В результате длительных технологических испытаний и определения качественно-количественных показателей работы основного оборудования установлено, что главное преимущество нового способа выработки крупы по сравнению с применяемой технологией - уменьшение дробления

ядра в процессе переработки гречихи в крупу и увеличение ее общего выхода.

Это подтверждается также сравнением выходов крупы (табл. 2), полученных при переработке близкой по качеству гречихи (новый способ и существующая технология).

Повышенный выход крупы первого сорта и общий выход крупы при новом способе ее выработки получен за счет уменьшения дробления ядра.

Используя данные, полученные при сравнительных испытаниях существующей и новой технологий выработки гречневой крупы, можно определить итоговую разницу всех видов круп, полученных из одной тонны гречихи (табл. 3). Из таблицы следует, что в результате улучшения сортности крупы и увеличения общего ее выхода стоимость крупы при новом способе возрастает на 16,75 р. (367,82 - 351,07). За сопоставимый годовой объем переработки гречихи в сравниваемых вариантах принято 37770 т.

Экономический эффект в результате улучшения сортности и увеличения выхода крупы составит 37 770 16,75 0,692 = 437 792 р. в год. Одновременно с этим эксплуатационные расходы в результате замены изнашиваемых обрезиненных валков на шелушильных машинах А1-ЗРД (из расчета срока службы одной пары валков в течение лишь 70 ч) увеличиваются на 40832 р. Общий экономический эффект от использования нового способа выработки гречневой крупы на одном крупяном заводе производительностью 125 т/сут составит 396 960 р. (437792-40832).

На основе проведенных испытаний нового способа выработки гречневой крупы Харьковский ПЗП разработал проект реконструкции грече- завода с увеличением его производительности до 160 т/сут и выхода крупы до 70 %, в котором использованы шелушильные машины с обрезиненными валками А1-ЗРД, крупоотделительные машины А1-БКО, аспираторы с замкнутым циклом воздуха, рассевы, крупосортировки и др.

На правах рукописи

КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ГРЕЧИХИ

С УТИЛИЗАЦИЕЙ ЛУЗГИ

Специальность 05.18.01 – «Технология обработки, хранения и

переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,

Диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук, профессор

Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки»

Учёный секретарь Совета к. т.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Производство крупяных культур (просо, гречиха, рис) составляет в целом около 1,6 млн. т, а площадь - около 2,9 млн. га (4,8 % общих посевов зерновых культур). Наибольшую долю среди них по площади занимает гречиха.

Крупяные продукты занимают достойное место в рационе питания человека благодаря разнообразному ассортименту, доступности разным слоям потребителей, высокому качеству и пищевой ценности, безопасности, созданию на их базе продуктов с заданным составом и свойствами.

Среди крупяных культур гречиха занимает особое место. Благодаря высокой пищевой и биологической ценности, продукты, вырабатываемые из гречихи, широко используются не только в общественном, но и в детском и диетическом питании.

Наиболее широкое применение гречиха находит в виде крупы. В значительно меньшей степени используются продукты быстрого приготовления из гречихи – хлопья, а также мука. В нормативно-технических источниках отсутствуют указания по выработке таких продуктов, а в литературных источниках имеются противоречивые и недостаточно обоснованные рекомендации по производству и использованию гречневых хлопьев и муки.

Основными направлениями развития техники и технологии крупяного производства являются: рациональное использование потенциальных возможностей крупяного зерна; расширение ассортимента крупяных изделий, улучшение их качества и пищевой ценности; улучшение качества крупы традиционного ассортимента, повышение ее выхода; изучение свойств вторичных сырьевых ресурсов крупяного производства и способов их рационального применения и т. д.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы является разработка комплексной технологии переработки гречихи с утилизацией лузги.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Обосновать и разработать способы выработки гречневых хлопьев, с возможностью их реализации на существующих гречезаводах;

Оценить влияние технологических этапов и режимов рекомендуемых способов на качество гречневых хлопьев;

Определить характер предлагаемых технологических решений на возможные биохимические изменения гречихи при ее подготовке к плющению, установить рациональные режимы технологического процесса;

Разработать способ производства муки из нешелушеных семян гречихи;

Изучить влияние способов гидротермической обработки гречихи на процесс выработки и качество муки гречневой;

Научная новизна

Обоснована и разработана комплексная технология переработки гречихи, защищенная рядом патентов и предусматривающая выработку традиционных продуктов - крупы, а также продуктов быстрого приготовления, муки и утилизацию лузги.

Выявлены основные закономерности, определены параметры гидротермической обработки гречихи в зависимости от направлений ее дальнейшего использования.

Научно обоснованы и разработаны технологические схемы и параметры выработки продуктов быстрого приготовления, как из семян гречихи, так и из крупы, в том числе с применением интенсивных методов энергоподвода (ИК-обработка, пропаривание), обеспечивающие повышение выхода, прочности, снижение длительности приготовления гречневых хлопьев.

С учетом анализа строения ядра и изменения структурно-механических свойств при гидротермической обработке гречихи, обоснована и разработана новая технология производства гречневой муки, позволяющая вырабатывать муку из целых семян гречихи без предварительного фракционирования и шелушения. На основании изучения влияния увлажнения и пропаривания гречихи перед помолом на общий выход и качество муки, обоснованы рекомендации по выбору основных режимов гидротермической обработки.

На основании теории послойного движения сыпучих материалов при сепарировании на ситах, разработан технологический прием стабилизации толщины слоя гречихи на сите при фракционировании за счет циркулирующего потока с целью повышения эффективности процесса калибрования.

В целях утилизации гречневой лузги, с учетом требований к размерным характеристикам органического наполнителя и его физико-химических свойств разработана технологическая последовательность подготовки плодовой оболочки гречихи к вводу в композиционные упаковочные материалы.

Практическая значимость

На основании проведенных исследований разработаны технологические схемы, рекомендованы параметры операций, позволяющие получать гречневые хлопья, как из целых семян гречихи, так и из крупы ядрицы.

Разработанная технология защищена Патентом РФ № 000 «Способ получения зерновых хлопьев».

Сформулированы основные рекомендации по ведению технологического процесса выработки гречневой муки. Показана возможность применения муки гречневой, полученной по разработанной технологии, в рецептуре хлеба из пшеничной муки высшего сорта.

Разработан способ фракционирования гречихи, повышающий эффективность высеивания мелких фракций гречихи, что позволяет повысить качество крупы в результате существенного снижения содержания в ней нешелушеных семян гречихи. Данный способ защищен Патентом РФ № 000 «Способ получения гречневой крупы».

Показана возможность применения лузги гречневой в качестве наполнителя в композиционных упаковочных материалах. Разработаны исходные требования к отходам АПК как сырью для производства композиционных упаковочных материалов.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на VIII-ой Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» (Казань, 2007 г.); V-ой юбилейной школе-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва, 2007 г.); VI-ой Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (Республика Беларусь, Могилев , 2008 г.).

Результаты работы демонстрировались в VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (2008 г.) и на II Международной выставке и конгрессе «Перспективные технологии XXI века» (Москва, ВВЦ, 2008 г.)

Публикации

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, приложений. Список литературы включает 120 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 202 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 32 таблицы.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы приведена общая характеристика гречихи, ее ботаническая классификация и морфологические особенности, представлен химический состав гречихи. Проведен анализ существующей технологии переработки и ассортимента продуктов, вырабатываемых из гречихи. Рассмотрены принципиальные методы гидротермической обработки (ГТО) зерна.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Материалы и методы исследования

Исследования проводились в лабораториях кафедр «Технология переработки зерна», «Биохимия и зерноведение», «Технология хлебопекарного и макаронного производства», «Технологическое оборудование предприятий хлебопродуктов» Московского государственного университета пищевых производств, на кафедре «Технология упаковки и переработки ВМС» Московского государственного университета биотехнологии, а также в лабораториях услуги».

При проведении исследований использовались образцы сортовой и рядовой гречихи четырех партий, показатели качества которых приведены в таблице 1.

Технический и химический анализ гречихи, выработанных хлопьев, муки, хлеба проводили по методам, предусмотренным действующими на момент проведения исследования ГОСТами.

Таблица 1

Показатели качества образцов гречихи

Наименование показателя

Показатели

Цвет, запах, вкус

Соответствующие здоровой, доброкачественной гречихе

Влажность, %

Зараженность вредителями

Не обнаружена

Пленчатость, %

Количество водо - и солерастворимых фракций белка определяли по методу, основанному на взаимодействии белка с красителем пирогаллоловым красным; количество декстринов – по методике, разработанной и; крошимость гречневых хлопьев - по методике проф. ; средний размер хлопьев определяли с помощью гранулометрического измерительного устройства ГИУ-2 и программного продукта для ЭВМ «Flour (v3._)»; удельный объем и пористость хлебобулочных изделий определяли по общепринятым методикам.

2.2. Результаты и их обсуждение

Процесс переработки гречихи в крупу изучался рядом исследователей. Проведены исследования химического состава гречихи, рекомендованы оптимальные режимы ее гидротермической обработки, обоснованы рациональные режимы шелушения гречихи и структура рабочих органов вальцедековых станков.

В последнее время существенно расширился ассортимент продуктов из гречихи, что определяет необходимость разработки комплексной технологии ее переработки, т. к. производство таких продуктов как хлопья и мука осуществляется на предприятиях малой мощности, сырьем для которых служат ядрица и продел, полученные на гречезаводах.

Была разработана технология комплексной переработки гречихи, которая схематично представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема комплексной технологии переработки гречихи

Представленная на рис. 1 схема комплексной технологии предполагает производство из гречихи традиционных продуктов – крупы, а также продуктов быстрого приготовления и муки. Приведенная схема позволяет применять специфические режимы и способы ГТО гречихи, целенаправленно меняя свойства сырья для более полного использования ресурсов зерна, повышая выход и качество конечных продуктов .

2.2.1. Повышение эффективности калибрования отдельных фракций гречихи

Одной из особенностей технологии производства гречневой крупы является раздельная переработка гречихи по фракциям. Тщательное сортирование гречихи на фракции вызывается необходимостью достижения наибольшего коэффициента шелушения при минимальном дроблении ядра и более полного отделения ядра от нешелушенного зерна. Для полного выделения более мелких семян гречихи на ситах должна быть обеспечена оптимальная высота слоя продукта. Известно, что при прочих равных условиях именно от высоты слоя продукта на сите зависит эффективность высеивания проходовой фракции.

Поэтому было предложено первую часть фракции гречихи, полученной после калибрования, направлять на шелушение, а вторую возвращать для повторного сортирования на ту же просеивающую машину. Проходя повторно через машину, вторая часть фракции дополнительно освобождается от мелких зерен. Изменяя соотношение потоков, направляемых на шелушение и повторное просеивание, устанавливается оптимальная нагрузка на просевающие машины.

В лабораторных условиях было установлено, что количество двух крупных фракций при фракционировании по существующей схеме составило
89,1 % и 85,9 % - при фракционировании гречихи по предлагаемой схеме (табл. 2).

Разработанный способ позволяет более эффективно высеять мелкие фракции гречихи. Количество дополнительно выделенных мелких семян составило 3,2 % по сравнению с традиционной схемой, а общий коэффициент недосева для фракций Ø 4,4 / Ø 4,2 и менее снижается на 18,6 %.

Таблица 2

Результаты фракционирования гречихи по существующей и разработанной схемам

Существующая схема фракционирования

Предлагаемая схема фракционирования

Коэффициент недосева, %

Коэффициент недосева, %

Не определялся

Не определялся

Не определялся

Не определялся

Не определялся

Не определялся

2.2.2. Разработка технологии выработки хлопьев из гречихи

2.2.2.1. Выработка гречневых хлопьев из необработанного семени гречихи

В последнее время существенно расширился ассортимент крупяных продуктов, в том числе и из гречихи. Выработка продуктов быстрого приготовления из гречихи (хлопьев), как правило, ведется из крупы, а технология в значительной степени повторяет технологию овсяных хлопьев. Но структурно-механические свойства овсяного и гречневого ядра существенно различаются, что требует интенсификации гидротермической обработки ядра гречихи перед плющением. Такая обработка может предусматривать различные режимы и сочетание способов ГТО.

В предварительных экспериментах была определена рациональная последовательность выработки гречневых хлопьев: выделение фракции гречихи, очищенной от сорной и зерновой примесей => увлажнение и отволаживание => пропаривание, сушка, охлаждение => шелушение гречихи, плющение, сушка хлопьев. Установлено, что предварительное увлажнение следует проводить до 25 %, а отволаживание вести в течение 6 часов.

Выявлено, что режимы пропаривания оказывают значительное влияние на гранулометрический состав хлопьев. Снижение давления пара (до 0,1 МПа) и уменьшение длительности пропаривания (до 3 мин) приводит к существенному увеличению доли крупной фракции хлопьев в общей массе по сравнению с традиционными режимами крупяного производства (давление пара - 0,25МПа, длительность пропаривания – 5 мин). Однако при уменьшении давления пара и длительности пропаривание возрастает крошимость хлопьев.

Выбор режимов увлажнения и отволаживания гречихи при ее подготовке к плющению проведен с помощью полного факторного эксперимента
ПФЭ – 22. Степень предварительного увлажнение (Х1) варьировали в диапазоне 23 и 27 %, а длительность отволаживания – в пределах 5 и 8 часов.

Оптимизацию процесса вели по выходу крупной фракции гречневых хлопьев – схода с сита Ø 4,0 (Y1) и крошимости (Y2). На основании полученных данных были рассчитаны следующие уравнения регрессии :

Y1 = 61,6+ 7,6*X1 +0,55*X2 + 0,05*X1*X2 (1)

Y2 = 10,7 – 2,6*X1 +0,73*X2 + 0,78*X1*X2 (2)

Коэффициенты Х2 и межфакторного взаимодействия в уравнениях незначимы. Очевидно, это связано с тем, что значение длительности отволаживания в центральной точке эксперимента соответствует его оптимуму.

Увеличение степени увлажнения положительно сказывается на качестве гречневых хлопьев, а именно количество крупной фракции хлопьев увеличивается, стойкость к механическим воздействием возрастает. Однако увлажнение гречихи свыше 26 % приводит к образованию конгломератов в результате слипания нескольких ядер при плющении.

Установлено, что темперирование в течение двух часов перед этапом шелушения положительно сказывается на стойкости хлопьев к разрушению, которую опосредованно определяли по показателю крошимости (табл. 3). Содержание крупной фракции гречневых хлопьев после разрушения по сравнению с контрольным образцом увеличивается на 10,4%, а количество дополнительно образовавшейся крошки и мучки (крошимость) уменьшилось на 6,3%.

Таблица 3

Влияние различных вариантов кондиционирования гречихи на выход и
крошимость хлопьев

Выход хлопьев, %

Вариант подготовки

Без темперирования

(контроль)

Темперирование

Темперирование + 2ое пропаривание

*ПП - продукты, полученные после плющения;

**ПР - продукты, полученные после определения крошимости хлопьев.

2.2.2.2. Выработка гречневых хлопьев с применением инфракрасной обработки

Метод ИК-облучения является хорошо известным и достаточно изученным физическим методом обработки пищевых продуктов. Однако ИК-обработка, как правило, используется на заключительном этапе выработки зерновых хлопьев.

При выполнении исследований была разработана следующая гипотеза: предшествующее обработке ИК-излучением увлажнение и отволаживание гречихи приводит к насыщению ядра влагой и способствует ее равномерному распределению в зерновке. При проникновении влаги внутрь ядра в эндосперме образуются микротрещины. Последующая ИК-обработка способствует испарению высокоподвижной влаги гречихи и еще большему разрушению эндосперма, образованию его пористой структуры. Это приводит к более глубокому проникновению влаги и пара в ядро при пропаривании, способствуя значительной пластификации гречихи перед плющением.

Проверка гипотезы показала, что включение ИК-обработки в технологическую схему выработки гречневых хлопьев приводило к существенному подсушиванию гречихи, поэтому предусмотрели этап повторного увлажнения и отволаживания.

Установлено, что применение ИК-обработки при производстве гречневых хлопьев способствует их упрочнению, крупная фракция хлопьев менее подвержена разрушению. По сравнению с вариантом, не предусматривающим ИК-обработки, количество крупной фракции после определения крошимости увеличилось на 20 %.

При изучении влияния длительности ИК-обработки на выход и крошимость хлопьев (рис. 2) было выявлено, что увеличение длительности ИК-обработки свыше 30 с практически не влияет на общий выход хлопьев, однако существенно сказывается на крошимости, делая хлопья более хрупкими.

Рисунок 2. Влияние длительности ИК-обработки на выход и крошимость гречневых хлопьев

Наиболее стойкие к механическим воздействиям гречневые хлопья могут быть выработаны при проведении обработки в течение 25-35 с при плотности лучистого потока 25,7 кВт/ м2.

Экспериментально установлено, что при уменьшении интенсивности ИК-излучения необходимо проводить более длительную обработку, добиваясь большего снижения влажности полуфабриката. Очевидно, это связано с тем, что при плотности лучистого потока 25,7 кВт/ м2 испарение высокоподвижной влаги гречихи происходит интенсивнее, что приводит к более значительному разрыхлению эндосперма.

2.2.2.3. Выработка гречневых хлопьев из ядрицы

Изучена возможность выработки хлопьев из гречневой крупы, ядрицы. Исходным сырьем служила гречиха, прошедшая ГТО при традиционных режимах крупяного производства. В первом случае шелушение гречихи проводили на заключительном этапе подготовки, то есть перед плющением, во втором случае – сразу после охлаждения гречихи, то есть к плющению подготавливали непосредственно ядрицу.

Пропаривание гречихи при давлении пара 0,25 МПа в течение 5 мин. приводит к значительному упрочнению ядра и снижению прочности хлопьев. Установлено, что увеличение длительности повторного отволаживания (ТПОТВ) снижает крошимость гречневых хлопьев (табл. 4).

Таблица 4

Влияние длительности повторного отволаживания на выход и стойкость хлопьев

Выход хлопьев, %

Хлопья, полученные при ГТО семени гречихи

Хлопья, полученные при ГТО ядрицы

ТПОТВ. = 6ч

ТПОТВ. = 12ч

ТПОТВ. = 18ч

ТПОТВ. = 6ч

ТПОТВ. = 12ч

ТПОТВ. = 18ч

Шелушить гречиху рекомендуется непосредственно перед плющением, количество крупной фракции гречневых хлопьев в этом случае в полтора раза больше, чем при шелушении гречихи по завершении ГТО, предусмотренной традиционной схемой крупяного производства.

2.2.2.4. Определение качественных характеристик выработанных хлопьев

На основании общего выхода хлопьев, их гранулометрического состава и крошимости были определены 6 технологических схем выработки гречневых хлопьев, которые позволяли получать хлопья, характеризующиеся лучшими показателями. Для гречневых хлопьев, выработанных по этим технологическим схемам, определялись характеристики, приведенные в таблице 5, которые также определялись для целого семени гречихи и ядрицы, являвшихся контролем.

Таблица 5

Качественные характеристики выработанных гречневых хлопьев

Показатель

Целое семя гречихи

Гречневые хлопья, выработанные по технологической схеме

Из семян гречихи

Из семян гречихи с темперированием

Из семян гречихи с темперированием и пропариванием

Из семени гречихи с ИК-обработкой

Из гречихи, подвергнутой ГТО

Из ядрицы

Общий выход, %

Крошимость, %

Средний размер, мм

Длительность варки, мин

Коэффициент привара, у. е.

Влажность, %

Общего белка;

Крахмала;

Декстринов.

*в скобках - общий выход гречневых хлопьев в пересчете на целое семя гречихи;

**по литературным данным

Общий выход гречневых хлопьев для всех вариантов технологических схем составляет не менее 95 % по отношению к крупе, пошедшей на плющение, или не менее 71 % по отношению к гречихе. Исключением является вариант выработки хлопьев из ядрицы.

Учитывая показатели комплекса характеристик, приведенных в таблице 5, лучшим вариантом следует признать схему выработки гречневых хлопьев, предусматривающую ИК-обработку. Данные хлопья отличаются одним из минимальных показателей крошимости и максимальным средним размером хлопьев. Уменьшение количества водо - и солерастворимой фракций белка у этого образца не столь ощутимо как в остальных случаях и составляет 6,3%. В результате комплексного воздействия увлажнения, ИК-обработки и пропаривания количество декстринов увеличивается до 2,6 %.

С точки зрения потребительских достоинств хлопья, выработанные с применением ИК-обработки, характеризуются минимальной длительностью варки – 2 мин и коэффициентом привара, равным 6,5-7,5 условным единицам.

Рисунок 3. Технологи-ческая схема выработки гречневых хлопьев с применением ИК-обработки

2.2.3. Разработка технологии производства гречневой муки

Производство гречневой муки, как правило, ведется из крупы и связано со значительными затратами, т. к. предполагает процессы калибрования и пофракционного шелушения гречихи. Одной из задач была разработка технологической схемы исключающей эти процессы.

С учетом строения гречихи, а также на основании изучения содержания ядра гречихи в промежуточных продуктах размола, их аэродинамических свойств была разработана технологическая схема размола гречихи в муку с использованием аспираторов, представленная на рисунке 4. Технологическая схема позволяет получать выход гречневой муки в количестве не менее 70%.

Технологический процесс производства гречневой муки включает очистку зерна от примесей, измельчение, сортирование продуктов измельчения, контроль муки.

Рисунок 4. Технологическая схема производства гречневой муки

С целью повышения выхода гречневой муки и более полного использования потенциала гречихи изучали влияние способов и режимов ГТО, об эффективности которых судили на основании общего выхода гречневой муки, а также по остаточному содержанию крахмала в лузге после проведения помола. Результаты приведены в таблице 6.

Таблица 6

Влияние способов и режимов ГТО на выход гречневой муки

Режимы ГТО

Общий выход гречневой муки, %

Увлажнение на 3%; длительность отволаживания – 15 мин.

Пропаривание при давлении пара (р) 0,05МПа; в течение (t) - 2 мин.

Пропаривание при

р = 0,05МПа; t = 5 мин.

Пропаривание при

р = 0,25МПа; t = 2 мин.

Пропаривание при

р = 0,25МПа; t = 5 мин.

Установлено, что пропаривание гречихи в зависимости от принятых параметров ГТО позволяет добиться более полного выхода ядра и увеличить выход муки на 0,5-1,5 %. Перед помолом целесообразно проводить пропаривание гречихи при давлении пара 0,05 МПа в течение 5 минут. Дальнейшее увеличение давления пара не приводит к существенному росту выхода гречневой муки.

Целесообразность проведения пропаривания гречихи перед помолом экспериментально подтверждена при оценке влияния различных дозировок гречневой муки на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта. Оценку качества хлеба осуществляли балловым методом. Результаты определения качества хлеба представлены на рисунке 5.

Качество хлеба с использованием муки, полученной из пропаренной гречихи, увеличивалось на 2 – 15 % по сравнению с хлебом с использованием муки из необработанного семени и на 8 – 38 % относительно хлеба без применения гречневой муки.

Рисунок 5. Влияние количества добавленной гречневой муки на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта

Хлеб с применением гречневой муки из семени, прошедшего ГТО, имел более привлекательный внешний вид, за счет более насыщенного цвета корки, больший удельный объем, более развитую структуру пористости, наиболее выраженный приятный гречишный аромат.

2.2.4. Утилизация лузги

Создание безотходного производства с наиболее полным использованием сырья, включая отходы, по-прежнему остается актуальным. Вторичные сырьевые ресурсы и отходы зерноперерабатывающей промышленности ежегодно составляют около 5 млн. т. Одним из направлений комплексного использования вторичных сырьевых ресурсов агропромышленного комплекс а и внедрения экологически безвредных способов их утилизации может явиться применение вторичных сырьевых ресурсов в упаковочном производстве.

Свойства упаковочных композиционных материалов зависят от размера частиц органического наполнителя, который не должен быть больше 450~500 мкм, но не менее 100 мкм. Качество изделия также зависит от влажности сырья. Влажность сырья не должна быть более 10 %.

Измельчение лузги производили в машинах ударно-истирающего действия. В процессе исследования были испытаны различные типы машин (вальцовые станки с нарезной и микрошероховатой поверхностью), ножевая дробилка Брабендера, мельницы ЕМЛ, МШЗ, Пертена.

Установлено, что однократное измельчение в машинах с окружной скоростью рабочего органа не менее 80 м/с и диаметром отверстий ситовой обечайки 450 мкм позволяет получить 95 % продукта с размером частиц менее 450 мкм.

Процесс подготовки отходов представлен на рисунке 6 и включает:

1. Удаление дробленого ядра, мучки, которые являются кормовым продуктом и используются в комбикормовом производстве.

2. Сушку лузги до 10 %, что возможно при ее сушке в ожиженном состоянии (лабораторная сушилка при Т = 110 ºС в течение 3 минут).

3. Измельчение лузги с контролем крупности помола в просеивающей машине.

Рисунок 6. Принципиаль-ная схема процесса подготовки лузги для ввода в композитные упаковочные материалы

Полученная после измельчения гречневая лузга представляет собой наполнитель, в качестве полимера при выработке композитных упаковочных материалов использовались полиэтилен или полипропилен.

Линия выработки включала получение гранул методом термопластической экструзии, после чего изготовляли пленку, которую в последующем исследовали на разрушающее напряжение.

Было выявлено, что чем больше содержалось отходов в полиэтиленовой матрице, тем ниже было для нее разрушающее напряжение. Аналогичные результаты получены и для полипропиленовой матрицы. Однако если учитывать, что для создания качественного вторичного полимерного сырья и изделий на его основе величина прочности, характеризующаяся разрушающим напряжением при одноосном растяжении, должна быть не менее 4 МПа, то для композиции, приготовленной с отходами пропилена, дозировка введения гречневой лузги может составлять 20 %.

1. Разработана комплексная технология переработки гречихи, предусматривающая выработку как традиционных продуктов – крупы, так и продуктов быстрого приготовления, муки, а также утилизацию лузги.

2. В результате комплексных исследований технологии переработки гречихи в продукты быстрого приготовления (гречневые хлопья) и хлебопекарную муку, предложены новые технологические решения выработки указанных продуктов с повышенным выходом.

3. При выработке гречневых хлопьев рекомендована следующая последовательность и режимы технологических операций: фракцию гречихи, очищенную от примесей, доводить до влажности 26-27 % и отволаживать 6-7 часов, подвергать воздействию ИК-излучения в течение 30-35 при плотности лучистого потока 25-26 кВт/м2. После этого дополнительно доувлажнять до 26-27 % и отволаживать 6-6,5 часов, затем проводить пропаривание в течение 5 минут при давлении пара 0,1-0,15 МПа. Пропаренную гречиху подсушивать до влажности 26 %, охлаждать, шелушить. На заключительном этапе из полученных после плющения гречневых хлопьев удалять крошку и мучку, хлопья доводить до влажности 12-14 %.

4. Теоретически обоснована возможность применения при производстве гречневых хлопьев одновременно двух способов энергоподвода – ИК-излучения и пропаривания. Экспериментальными исследованиями подтверждена эффективность последовательной обработки гречихи ИК-излучением, приводящей к некоторому разрыхлению структуры ядра, с последующим пропариванием, способствующим его пластификации. Использование данной технологии приводит к снижению крошимости хлопьев, длительность варки составляет не более двух минут, коэффициент привара достигает значения 7,5 у. е. Общий выход хлопьев составляет около 97 %, по отношению к крупе, пошедшей на плющение, или 71,6 % по отношению к гречихе. Снижение количества альбуминов и глобулинов в таких хлопьях минимально и составляет 6,3 %, количество декстринов возрастает до 2,6 %.

5. Экспериментально обоснованы режимы подготовки гречихи, прошедшей ГТО при традиционных режимах крупяного производства, к плющению при выработке из нее хлопьев. Рекомендуется гречиху для производства хлопьев отбирать перед этапом шелушения. Подготовку к плющению вести в соответствии со схемой выработки хлопьев из семян гречихи, а этап повторного отволаживания предусмотреть в течение не менее 18 ч.

6. Разработанная технологическая схема производства муки из гречихи не предусматривает этапов фракционирования и шелушения и позволяет получать общий выход муки не менее 70 %.

7. Научно обоснованы и экспериментально подтверждены режимы ГТО гречихи при производстве муки. Рекомендуется проведение предварительного пропаривания при давлении пара 0,05 МПа в течение 5 минут, которое способствует увеличению выхода муки на 1,1 %. При этом увеличивается содержание крупной фракции гречневой муки, происходящее в результате упрочнение ядра гречихи при пропаривании.

8. Показана возможность использования гречневой муки, выработанной по разработанной технологической схеме, в рецептуре хлеба из пшеничной муки высшего сорта. Отмечено положительное влияние муки гречневой на качество хлеба. Качественные показатели хлеба, полученного с использованием муки из гречихи, подвергнутой ГТО, лучше чем у хлеба с использованием муки из необработанной гречихи и хлеба без добавления муки гречневой. Рекомендуемый процент подсортировки гречневой муки составляет 15 – 20 %.

9. Разработан способ фракционирования гречихи, который предполагает стабилизацию нагрузки и толщины слоя гречихи в просеивающих машинах, за счет деления сходов с сит мелких фракций гречихи на две части, из которых одну направляют на шелушение, а вторую – на повторное просеивание на тех же ситах. Применение данного способа при фракционировании позволяет дополнительно выделить более 3 % мелких семян гречихи по сравнению с традиционной схемой фракционирования.

10. В целях утилизации гречневой лузги разработана технологическая последовательность подготовки к вводу ее в композиционные упаковочные материалы, включающая этапы удаления из плодовых оболочек гречихи кормовых отходов, сушку и измельчение лузги. Показана возможность применения лузги гречневой в композиционных упаковочных материалах. Для композиции, приготовленной с отходами пропилена, дозировка введения гречневой лузги может составлять 20 %.

1. Чевокин, производства гречневой муки [Текст] / , // Сборник докладов IV-ой Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2006. – Части II – С. 64-67.

2. Изосимов, режимов гидротермической обработки на качество гречневых хлопьев [Текст] / , // Материалы третьей международной конференции «Качество зерна, муки, хлебобулочных и макаронных изделий» - М.: Пищепромиздат, 2006. – С. 111-112.

3. Чевокин, А. Технология получения гречневых хлопьев [Текст] / А. Чевокин, В. Изосимов, Е. Мельников // Хлебопродукты– №6. –
С. 48-49.

4. Чевокин, гречневых хлопьев с использованием интенсивного энергоподвода [Текст] / // Сборник докладов V-ой юбилейной школе-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» - М.: МГУПП, 2007. – С. 330-333.

5. Мельников, получения зерновых хлопьев [Текст] / , // Патент РФ № 000. – 20.05.2008. – Бюл. №14.

6. Колпакова пищевой промышленности – перспектиное сырье для биоразлагаемых упаковочных композиций [Текст] / , и др. // Пищевая промышленность– №6. – С. 16-19.

7. Чевокин, А. Влияние подготовки гречихи к плющению на качество хлопьев [Текст] / А. Чевокин // Хлебопродукты– №7. – С. 54-55.

8. Мельников, получения гречневой крупы [Текст] / , // Патент РФ № 000. – 10.09.2008. – Бюл. №25.

9. Ананьев, № 000 Биологически разрушаемая термопластическая композиция [Текст] / , Панкратов Г. Н, - № заявлено 28.02.2008.

Complex buckwheat processing technology with hull recycling.

A. A. Chevokin

Results of complex buckwheat processing technology development are presented in the paper, assuming production of fast preparation products and buckwheat flour; improvement of traditional groats quality; hull recycling.

Basic regularities are revealed; depending on directions of buckwheat further use parameters of its hydrothermal treatment are defined.

Main recommendations on technological process conducting of aforementioned products manufacture are formulated.

Компания ИНТЕК начала реализацию проекта по изготовлению и монтажу автоматизированной линии по переработке гречихи на крупу в Курской области.

Крупоцех предназначен для переработки зерна гречихи в крупы быстроразвариваемые - ядрицу и продел.

Фактический выход крупы по предлагаемой технологии
из зерна базисной кондиции ГОСТ 19092 Базисный выход крупы
по действующим в отрасли нормам
Крупа ядрица - 72% Крупа ядрица - 62%
Продел - до 1,5% Продел - 5%

Производство гречневой крупы с фактическим выходом по предлагаемой технологии указан при условии соответствия ее качества современным требованиям рынка, т.е. по ряду показателей выше требований ГОСТ 5550.

На сегодняшний день существует действующая линия нашего производства, которая успешно производит переработку гречихи, но в связи с ростом потребности торговых сетей, объёмы переработки гречихи уже не устраивают переработчика. Новая линия должна значительно увеличить объёмы переработки и снизить трудоёмкость процесса.

Линия по переработке гречихи состоит из двух отделений: подготовительного и шелушильного. В подготовительном отделении зерно принимают, на зерноочистительном станке очищают от сорных примесей, таких как семечки, овес и т.д., на камнеотделительном станке отделяют от различных минеральных примесей. В барабанной электрической сушилке производится предварительная просушка. Кроме этого, в подготовительном отделении смонтирована система приточной вентиляции с возможностью подогрева воздуха. Схема, по которой смонтировано оборудование, позволяет направлять зерно в шелушильное отделение, минуя предварительную сушку, если влажность соответствует требованиям технологического процесса (не более 14,5%). В шелушильном отделении смонтирован запарник зерна, вторая сушилка, калибровочный станок и два шелушильно-сортировочных станка. Там же установлен парогенератор.

Но главное достоинство этой линии в полном технологическом цикле, полной механизации и отличном качестве получаемой продукции. Все станки этого отделения соединены общей системой аспирации, элеваторами зерна и вытяжной вентиляцией шелухи.

Размер отверстий сортировочного сита подбирается в зависимости от крупности зерна в партии, подлежащей очистке, чтобы проходом получить все зерно, а сходом - крупную примесь. Размер отверстий подсевного сита системы сепарирования устанавливается из расчета отсева проходом мелкого сора и песка и получения сходом очищенного от них зерна.

Чтобы лучше выделить мелкое зерно, а вместе с ним мелкие примеси, подсевное сито располагают с большим размером отверстий, чем предусмотрено государственным стандартом на мелкое и щуплое зерно.
Режим работы аспирационной части станка должен быть достаточно интенсивным, чтобы выделить максимально возможное количество легкой примеси, не захватывая при этом годного зерна. Скорость воздуха в аспирационном канале должна быть меньше скорости уноса зерна гречихи, но достаточной для выделения легкой примеси. Поток очищенного зерна направляется в камнеотделительный станок, где очищается от минеральной примеси.

Затем проводиться режим гидротермической обработки зерна до шелушения, что улучшает его технологические свойства и пищевые достоинства вырабатываемой крупы. Перед началом работы, корпус пропаривателя прогревается паром. После через загрузочный люк засыпается 150-160 кг очищенного от примесей зерна гречихи.

Для лучшего прогрева всей массы гречихи необходимо приоткрыть разгрузочный клапан так, чтобы пар через него выходил в небольшом количестве, но гречиха при этом не высыпалась. После прогрева в течение 5-10 минут зерно выдерживают под давлением пара 2,0 кгс/см 5-10 минут. Зерно после пропаривания должно иметь темно-коричневый цвет и влажность не более 18%. В случае, если влажность зерна превышает 18%, необходимо довести параметры пара, подаваемого в пропариватель, до указанных выше. Кроме этого необходимо произвести теплоизоляцию корпуса пропаривателя и подводящего паропровода для уменьшения конденсации пара.

Сушка пропаренного зерна производится в паровой сушилке. Сушка идет непрерывно. Влажность зерна после сушки не должна превышать 15%. По окончании сушки зерно подается на калибрование. Для того, чтобы при шелушении уменьшить дробление ядра, повысить эффект работы шелушильных станков, гречиху сортируют по крупности на четыре фракции. Отсортированные зерна гречихи самотеком направляются в накопительные емкости.

После шелушения в шелушильном узле продукт поступает на приемное сито, где проходом отделяется мучка, а сход - смесь обрушенных и не обрушенных зерен, а также лузга - провеивается в первом аспирационном канале. После провеивания зерновая смесь освобождается от плодовых оболочек.

Наиболее ответственный процесс - отбор шелушеных зерен (ядрицы) от нешелушеных. При наличии гречихи в ядрице свыше 0,3% она будет нестандартной. Наличие ядрицы в гречихе, направляемой на повторное шелушение, должно быть не более 3,0%.

После шелушения определенной фракции продукты шелушения после провеивания поступают на сортировочное сито, в котором устанавливается сито с отверстиями на 0,2-0,3 мм меньше отверстий сита на калибровочном станке, сходом с которого была получена гречиха данной фракции. При этом зерна, оставшиеся нешелушеными, не могут пройти через отверстия сита и идут сходом, а ядрица проходит, так как диаметр окружности, описанной вокруг самого крупного ядра данной фракции меньше диаметра отверстий сита, с которого получена гречиха. Нешелушеные зерна гречихи направляются на повторное шелушение.

Ядрица, выделенная проходом через сортировочное сито, поступает на подсевное сито, состоящее из двух полотен. В начале установлено сито с отверстиями 01,5 мм, проходом через это сито получаем мучку. Далее установлено сито с отверстиями размером 2,0×20. Проходом через это сито получаем продел. Ядрица сходом с подсевного сита направляется во второй канал, где окончательно провеивается от легких примесей.

Источником пара для гидротермии и паровых сушилок, служат два двухконтурных паровых котла работающих на шелухе. Кроме непосредственного производства крупы, предусмотренна переработка отходов (шелухи) в брикеты и пелеты. Для этого, используется прямоточная сушилка шилухи печными газами и брикетный экструдер. Брикеты получаемые из шелухи, отличаются большим количеством тепла образовывающемся при их долговременном горении и малым количеством выделяемой сажи. Брикеты идеальны для жарки шашлыков, барбекю и прочих лакомств, могут применятся при печном отоплении и для каминов.

По запросу клиента проработан вопрос поставки линии переработки гречки .

В данном случае под переработкой гречки подразумевается подготовка гречневой крупы для розничной продажи.

В качестве примера опишем базовую простую линию, которая состоит из 2 основных частей:

1. Линия очистки и сортировки гречки по размеру
2. Линия шелушения гречки (лущильная машина)

Общая схема линии подготовки гречневой крупы (нажмите для увеличения):

1. Линия очистки и сортировки

Линия очистки и сортировки служит для удаления различных примесей и грязи, а также сортировки гречки на 7 сортов (размеров).

Состоит из входного накопителя, очистителя, ковшового элеватора, оборудования для сортировки по размеру и панели управления.

Процесс очистки и сортировки: загрузка > очистка > подъем > сортировка по размеру > зерна 7 размеров

1. Лущильная линия

Лущильная линия служит для шелушения гречки любого размера путем изменения зазора между рабочими элементами, удаления шелухи, отделения неочищенных зерен от очищенных. Неочищенные зерна автоматически возвращаются для повторной очистки.

Оборудование для лущения гречки состоит из входного накопителя, ковшового элеватора, основной части (4 лущильных машины, циклона, накопителя шелухи, сепаратора шелухи-зерен-ядра, сепаратора зерен-ядра) и панели управления.

Процесс лущения (шелушения) гречки:

Эти 2 модуля позволяют решать основные задачи по подготовке гречневой крупы без необходимости закупки дополнительного оборудования.

Оборудование отличается низким энергопотреблением, компактностью, низким процентом поврежденных зерен, простотой использования и обслуживания. Это самый оптимальный минимальный набор оборудования для переработки гречки.

Большая часть шелухи сохраняет объем и может быть использована для набивки подушек.

Линия также может быть дополнительно укомплектована фотосепаратором (машиной для сортировки гречки по цвету), машиной для удаления пыли из мешков, другим дополнительным оборудованием, а также линией переработки гречневой шелухи.

Общий вид линии переработки гречневой шелухи:

Обработанная гречневая шелуха широко используется для набивки подушек и также может стать дополнительным источником прибыли.

Видео — переработка гречневой шелухи:

Еще фото линий переработки гречки (нажмите для увеличения):

Существует также более простое и дешевое оборудование для подготовки гречневой крупы , ниже некоторые примеры:

Просеивающая и камнеуборочная машина

Служит для очистки гречки от песка, камней, комков земли и прочих загрязнений, которые тяжелее гречки. Эффективна для удаления грязи, совпадающей по размерам с зернами. Машина основана на принципе гравитации.

Машина для промывки гречки

Служит для промывки гречки водой и сушки.

Лущильная машина

Простое оборудование для шелушения гречки — очистки гречневой крупы (ядра) от шелухи.

Сепаратор

Сортирует гречку по размеру.

Подберем для Вас любое оборудование для переработки гречки , в том числе линии по производству гречневой муки, гречневого чая и прочих продуктов переработки гречихи.