Виды помола зерна. Технологический процесс помола зерна в муку. Помол зерна. Основы

Помол зерна состоит из двух операций: собственно помола зерна и просеивания продуктов помола.

Помолы могут быть разовыми и повторительными.

Разовый помол осуществляется за один прием. При этом зерно измельчается в муку полностью вместе с оболочками. Такая мука отличается низким качеством, имеет темный цвет и неоднородна по размеру частиц. Чтобы улучшить качество муки разового помола, из нее путем просеивания отбирают некоторое количество крупных оболочек (отрубей). Разовые помолы применяют достаточно редко. Осуществляют их на молотковых дробилках.

Повторительные помолы более совершенны. Зерно измельчается в муку путем многократного прохождения через измельчающие машины, которые называются вальцовыми станками. После каждого из­мельчения полученные продукты сортируют по крупности в просеивающих машинах, которые называются рассевами.

Главными рабочими органами вальцовых станков являются два цилиндрических чугунных вальца одинакового диаметра, расположенных под углов и вращающихся навстречу друг другу с разными скоростями. Поверхность вальцов рифленая. Величина зазора между вальцами устанавливается в зависимости от намечаемой крупноты помола. После каждого вальцового станка для сортировки продук­тов по крупноте частиц устанавливается рассев с набором сит различных номеров, расположенных друг под другом. При просеивании получают две фракции продуктов помола: сход, состоящий из частиц, не прошедших через отверстия сита, и проход, состоящий из частиц, прошедших через отверстия сита. Сход с верхнего сита самая крупная фракция с размером частиц 1,0—1,6 мм, следующие по крупноте фракции называются крупками с размером частиц 0,31— 1,0 мм и дунстами с размером частиц 0,16—0,31 мм. Самая мелкая фракция, идущая проходом, образует муку с размером частиц менее 0,16 мм. Вальцовый станок и рассев представляют собой систему. Системы могут быть драными, которые служат для дробления зерна до крупок и дунстов, и размольными, которые превращают крупки и дунсты в муку.

Повторительные помолы могут быть простыми, если получают муку обойную или обдирную, и сложными, если получают муку сортовую.

Простой повторительный помол включает один драной процесс либо драной и сокращенный размольный. Он осуществляется следующим образом: зерно последовательно измельчают на нескольких (3-4) вальцовых станках. После каждого станка смесь просеивают и отбирают муку в виде прохода с нижнего сита. Более крупные сходы с сит направляют на следующую пару вальцов. Эту операцию проводят до тех пор, пока все частицы не превратятся в муку. Муку со всех рассевов объединяют, проводят контрольное просеивание и получают муку одного сорта. При обойном помоле выход ржаной муки составляет 95%, количество отобранных отрубей 2%, а выход пшеничной муки — 96% при выходе отрубей — 1%.

Сложные повторительные помолы могут быть без обогащения крупок и с обогащением крупок. Первые предназначены для получения ржаной обдирной и сеяной муки, а также для помола зерна тритикале в обдирную муку. В этих случаях проводят односортовой помол с выходом обдирной муки 87% и сеяной с выходом 63%, а также двухсортовой с общим выходом муки 80%, при котором получают 50-65% обдирной муки и 30—15% сеяной. При односортовом помоле работают одновременно пять драных и две размольные системы. Вторые могут быть с сокращенным и с развитым процессом обогащения.

Обогащение крупок ведут по крупности и качеству (зольности) на ситовеечных машинах, основным рабочим органом которых является сортировочное сито, разделенное на секции. Каждая секция имеет сито с определенными размерами ячеек. Снизу вверх через сито подается воздух. Сквозь первые самые мелкие сита проходят наиболее качественные крупки, богатые эндоспермом, которые подаются на первые размольные системы для получения муки высших сортов. Крупки, содержащие больше оболочек, как более легкие, отделяются на последующих ситах. Затем их подвергают повторному дробле­нию, просеиванию и обработке на ситовеечных машинах для отделения остатков оболочек и зародыша. После такой обработки они направляются на размольные системы, для формирования муки более низких сортов.

Сложные повторительные помолы с сокращенным процессом обогащения крупок используют на мукомольных предприятиях небольшой производительности. Они предназначены для получения пшеничной муки второго сорта с выходом 85% при односортовом помоле. При двухсортовом помоле получают 55—60% муки первого сорта и 23-18% муки второго сорта.

Сложные повторительные помолы с развитым процессом обогащением крупок наиболее широко применимы в мукомольной промышленности. Они позволяют проводить односортовые, двух- и трехсор-товые помолы. Эти виды помолов предусматривают одновременную работу 4—5 драных и 10-11 размольных систем.

Мука - порошкообразный продукт с различными размерами частиц, получаемый в результате измельчения зерна различных культур.

Во всех странах, где печеный хлеб является одним из основных продуктов питания, огромное количество зерна пшеницы и в меньшей степени ржи перерабатывается в муку - основное сырье для хлебопечения, для производства макаронных, кондитерских мучнистых изделий. В небольших количествах вырабатывают муку из ячменя, кукурузы, овса, гречихи, гороха, сои и сорго для нужд пищевой, текстильной, бродильной и других отраслей промышленности.

Производство муки - одно из старейших на земном шаре, оно возникло около 6-10 тыс. лет назад. Орудия, а позднее и комплекс машин, которыми человек стал измельчать зерно в муку, получили название мельниц. Такое название сохранилось и за целыми предприятиями, ведущими помол зерна. В настоящее время все государственные мельницы называют мукомольными заводами.

Для измельчения зерна до порошкообразного продукта требуются значительные усилия. Этот процесс может быть довольно просто выполнен с применением тех или иных машин ударного или истирающего действия. Получится темная по цвету мука, хлеб из которой окажется также темноокрашенным, поскольку при таком способе измельчения все части зерна, в том числе и его темноокрашенные оболочки, попадают в муку. Если ее просеять через довольно густое (частое) шелковое или капроновое сито с мелкими ячейками, то легко убедиться, что она состоит из различных по размерам частиц. При этом крупные частицы, оставшиеся на сите, как правило, содержат и оболочки. Прошедшая через сито мука более светлая, однако и в ней находятся оболочки. Поэтому мякиш хлеба из такой муки все-таки будет серым.

Для получения белого хлеба (со светлым мякишем) необходимо выработать муку только из эндосперма, т. е. уметь в процессе измельчения возможно полнее отделять оболочки. Этого достигают, используя неодинаковую прочность различных частей зерновки - хрупкость ее эндосперма и большую прочность оболочек и зародыша.

Приведенный выше пример с просеиванием муки из целого зерна убеждает, что для возможно полного отделения оболочек от эндосперма быстрое интенсивное измельчение зерна неприемлемо. Только при постепенных и многократных механических воздействиях можно сохранить частицы оболочек более крупными и выделить в виде мелких частиц содержимое эндосперма. При этом после каждого измельчения полученный продукт необходимо сортировать, выделяя из него частицы, достигшие величины, свойственной муке. Таким образом, появились различные помолы зерна с применением разных измельчающих и просеивающих машин.

Неоднородная прочность структуры зерновки даже в пределах эндосперма позволяет при правильно поставленном процессе измельчения и сортирования частиц получать муку из разных частей эндосперма (внутренней и периферийной), отличающуюся по своему химическому составу, свойствам и питательности вследствие неравномерного распределения веществ в зерне.

На основании этого на крупных государственных и сельскохозяйственных мукомольных предприятиях применяют несколько видов помола и получают различные выхода и сорта муки.

Выходом муки называют количество ее, полученное из зерна в результате его помола. Выход выражают в процентах к весу переработанного зерна. Он может быть 100%-ный (практически 99,5%-ный), когда все зерно превращено в муку. Однако при таком выходе мука может иметь пороки в качестве: хруст, измененный вкус и худший цвет. Поэтому муку такого выхода не вырабатывают.

В нашей стране известны следующие выхода муки, имеющие и свои сортовые названия:

Кроме того, получают односортную муку из смеси зерна пшеницы и ржи: пшенично-ржаную (70% пшеницы и 30% ржи) с выходом 96% и ржано-пшеничную (60% ржи и 40% пшеницы) с выходом 95%. Односортные выхода пшеничной муки - 96%-ный и 85%-ный. Муку выходом 70% получают на опытных лабораторных мельницах для мукомольно-хлебопекарной оценки сортов пшеницы. Ржаную муку выпускают главным образом односортную с выходом 95, 87 и 63%.

Отмеченная выше неоднородная прочность структуры частей зерновки позволяет, в зависимости от схемы помола, получать муку в пределах общего установленного выхода (70-72-78%) в виде одного или нескольких сортов. Так, удлиняя схему технологического процесса, т. е. последовательного измельчения зерна и сортирования образующихся продуктов с использованием большего числа машин, можно при общем выходе муки 78% выпустить два или три сорта ее. При двухсортном помоле можно получить 45% муки первого сорта и 33% второго. При выработке трех сортов можно получить 10% крупчатки или взамен ее 15% высшего сорта, а остальное - муку первого и второго сорта. При помоле зерна твердой и высокостекловидной мягкой пшеницы для макаронной промышленности в пределах 78%-ного выхода получают 15-20% "крупки" (высший сорт), 40% "полукрупки" (первый сорт) и 23% муки второго сорта.

Описанные выхода и сорта муки вырабатываются и в других странах. Общий выход муки ниже 70% получают сравнительно редко, так как в нормально выполненном зерне пшеницы содержание эндосперма достигает 81-85%. Нужно только уметь правильно организовать технологический процесс, обеспечивающий наибольшее измельчение эндосперма. При хорошей работе мельницы выхода и сорта муки с сохранением показателей ее качества могут быть значительно больше базисных. Так, на многих мельницах нашей страны получают при двух- и трехсортных помолах до 60% и более муки высших сортов (высшего и первого).

Кроме муки, в процессе помола образуются побочные продукты: различной ценности отходы, содержащие то или иное количество зерна и семян сорняков, мучная пыль, отруби и т. д. Их выхода также показаны в приложении 4. Следует отметить, что расчет выходов ведется от норм качества зерна, предусмотренных помольными базисными кондициями.

Виды помолов

Мука различных выходов и сортов необходима как благодаря ее различной питательности и усвояемости, так и по соображениям эстетическим и вкусовым. Мука высшего и первого сорта содержит меньше белков, чем обойная и второго сорта. Однако усвояемость ее значительно больше. Зато мука обойная и второго сорта наряду с большим содержанием белков и уменьшением углеводов содержит больше витаминов группы В, минеральных веществ и провитамина А - каротина. Представление об усвояемости пшеничной муки в зависимости от ее выхода дает график В. Л. Кретовича.

По рекомендациям Института питания Академии медицинских наук в рационе питания человека должен быть как черный, так и белый хлеб из пшеничной и ржаной муки в следующих примерных соотношениях: ржаной-14-16% и пшеничной 84-86%. Общее количество хлеба темных сортов должно быть не менее 30% суточного рациона.

Для получения муки, соответствующей требованиям государственного нормирования, и в количествах, отвечающих выходам, применяют различные виды помолов с использованием разнообразных машин различной производительности, последовательно связанных между собой. Поэтому помолом называют совокупность процессов и операций, проводимых с зерном и образующимися при его измельчении промежуточными продуктами. Схемы помолов, характеризующие взаимосвязь машин и движение продуктов, принято изображать графически. Степень сложности схем зависит от вида помола и производительности мельницы. Чем проще ведется измельчение зерна, тёк проще и схема помола.

Все помолы подразделяют на разовые и повторительные (см. схему). Первые названы так потому, что превращение зерна в муку совершается после однократного его пропуска через измельчающий механизм или машину. К машинам такого типа относятся жерновые постава и дробилки (например, молотковые). При этом измельчающие органы (например, жернова) должны быть размещены один от другого на таком близком расстоянии, чтобы зерно за время прохождения от центра жерновов к их окружности было полностью растерто до состояния муки. Этому способствуют насеченные на рабочей части жерновов по определенным правилам бороздки глубиной 7-12 мм. Один из жерновов, сделанных из естественного или искусственного камня, закрепляется неподвижно (лежень), а второй (бегунок) вращается с окружной скоростью 10-12 м/с. Зерно засыпается в глоток (рис. 1) и при вращении бегунка затягивается в пространство между жерновами.

Рис. 1. Схема устройства рабочей части жернова.

Пройдя мелющий пояс, продукт превращается в муку, состоящую из частиц разной крупности. Расстояние между жерновами регулируется. Их можно установить горизонтально (что бывает чаще) или вертикально. Производительность жернового постава 100-125 кг зерна на 1 см диаметра жерновов в сутки. Жернова изготовляют диаметром 55, 76, 100 и 120 см. Следовательно, при диаметре их 1 м выработка достигает примерно 10-12 т муки в сутки.

Разовые помолы проводят с контрольным просеиванием продуктов, размола или без него. Просеивание на буратах или центрифугалах (призматических или цилиндрических рамах, обтянутых шелковыми или металлоткаными ситами с определенными размерами ячеек) исключает попадание в тесто и печеный хлеб крупных недомолотых частиц, которые при высеивании снова направляются на жерновой постав для измельчения.

На молотковых дробилках измельчение идет более интенсивно. Домол частиц зерна происходит в дробилке без повторного их возвращения.

При разовых помолах с предварительной очисткой зерна получают обойную муку установленных выходов. Более светлую муку (серую "сеяную") можно получить отсеиванием на густых (частых) ситах.

Повторительные помолы, как показывает само название, состоят в том, что всю массу муки получают не за один пропуск через измельчающую машину. При последовательных механических воздействиях на зерно достигается постепенное его измельчение, при котором более хрупкий, чем оболочки, эндосперм скорее превращается в муку.

Измельчают зерно на специальных машинах - вальцовых станках. Рабочей частью их служит пара чугунных валков длиной 1 м, вращающихся навстречу друг другу с разными скоростями, соотношение которых составляет 1: 1,5; 1:2, 1: 2,5 и т. д. Расстояние между этими валками различно на разных этапах схемы помола. Наибольшее расстояние между ними (мелющая щель) на первой системе, на которую и попадает целое зерно.

На первых системах поверхность валков (по их длине и под углом) рифленая, причем в начале схемы рифли самые крупные. Зерно поступает на мелющие валки через питательный механизм (валик), распределяется по всей длине валков, захватывается ими и очень быстро проходит через мелющую щель. В связи с тем, что валки вращаются с разной скоростью, зерно между валками не расплющивается, а скалывается и разворачивается. При этом сразу же небольшая часть эндосперма измельчается до состояния муки.

После прохождения через вальцовый станок продукт поступает на просеивающую машину - рассев, имеющий набор различных сит, на которых продукт рассортировывается по крупноте на несколько фракций.

Наиболее крупная фракция состоит из оболочек со значительным содержанием эндосперма. Другие фракции в зависимости от крупности называются крупная крупа, мелкая крупа, дунст и мука. Полученную при этом муку направляют для формирования какого-либо сорта, а остальные фракции продуктов - раздельно на другие машины. Так, после просеивания наиболее крупная фракция поступает вновь на вальцовые станки, где происходит дальнейшее выкрашивание эндосперма. Вслед за этим снова производят просеивание продуктов. Этот прием, повторяемый 5-7 раз, называется драным процессом. На последних драных системах продукт состоит в основном из оболочек зерна и небольшого количества прикрепленного к ним эндосперма. Образующиеся при этом мука и крупа также содержат большое количество мелких частиц оболочек.

Крупная и мелкая, крупы в большинстве случаев состоят в основном из частиц эндосперма с тем или иным количеством оболочек. Для отделения их крупу направляют на другие вальцовые станки, на которых устанавливают соответствующие параметры и режимы измельчения. Количество образующейся при этом муки составляет 5-10% веса продукта, поступившего на вальцовый станок. Такой процесс обработки промежуточного продукта называют шлифовочным.

После рассортирования в рассевах продуктов, прошедших шлифовочные системы, число которых достигает 3-5, получают несколько фракций продуктов, часть которых (крупу и дунсты) направляют на ситовеечные машины.

Этот процесс сильно разветвлен при сложных двух- и трехсортных и особенно при макаронных помолах, где нужно получить как можно больше крупитчатой муки высшего и первого сортов.

На ситовеечных машинах происходит сортирование частиц крупок и дунстов по крупноте и по удельному весу. Если частица состоит из чистого эндосперма, она имеет больший удельный вес. Другая частица такого же размера, но содержащая некоторое количество оболочек, обладает меньшим удельным весом. Принцип работы ситовеечных машин состоит в том, что сквозь наклонное сито с прямолинейно-возвратным движением, на которое поступает продукт, снизу засасывается воздух, препятствующий прохождению сквозь сита более легких частиц с малым удельным весом (они удерживаются во взвешенном состоянии), но не задерживающий частицы, состоящие из чистого эндосперма.

Одна из фракций крупной крупы, получаемая на ситовейках, называется манной крупой. При помоле пшеницы ее получается 2-3%.

Частицы, прошедшие сквозь сита ситовеечных машин, в зависимости от крупности и качества направляют на вальцовые станки шлифовочных и размольных систем для последующего измельчения. При этом мелкую крупу и дунет интенсивно измельчают до крупности муки. Этот этап размола промежуточных продуктов называется размольным. Однако весь продукт, поступивший на вальцовый станок, не может быть измельчен до состояния муки за один пропуск через мелющую щель. Поэтому размольный процесс также осуществляется на нескольких системах.

На первых размольных системах, куда направляют частицы крупы с наименьшим количеством оболочек, получают муку высшего сорта. На последующих системах, на которые поступают частицы, не измельченные на первых размольных системах, а также продукты, содержащие оболочки, получают муку первого или второго сорта. При сортовых помолах пшеницы используют 8- 12 размольных систем.

Таким образом, при разветвленных схемах повторных помолов на мельнице применяют три вида основных машин: вальцовые станки, рассева и ситовейки. Кроме того, имеются очень важные технологические машины (щеточные, размольно-бичевые, которые оттирают остатки эндосперма от оболочек, и др.). Число машин и их размеры зависят от вида помола и производительности мельницы. Наименьшее число машин нужно при обойном помоле, когда измельчение идет более интенсивно по сокращенной схеме и совсем не используются ситовейки.

Здесь приведены самые элементарные сведения, дающие лишь общее представление о помолах, выходах и сортах муки. Достаточно сказать, что некоторые промежуточные продукты при высокосортных помолах проходят в машинах и транспортирующих механизмах путь в несколько километров. Графически изображенные схемы этих помолов настолько сложны, что могут быть прочитаны только хорошо подготовленным специалистом - инженером или техником.

Для выработки муки высокого качества при любом виде помола очень важна следующая подготовка зерна:

1) подбор партий зерна таким образом, чтобы они обладали хорошими мукомольными и хлебопекарными достоинствами;

2) тщательная очистка зерна от примесей и загрязнения с некоторым удалением покровных тканей его; это достигается сухой и мокрой очисткой: зерно пропускают через сепараторы, триеры, аспирационные колонки, обоечные и щеточные машины, очищающие зерно от пыли, некоторых покровных тканей (бородок, оболочек) и удаляющие зародыш; если на мельницах имеются моечные установки, зерно промывают водой, удаляя с его поверхности грязь и микроорганизмы;

3) улучшение физических и биохимических свойств зерна перед размолом. Это достигается увлажнением зерна с последующей отлежкой при определенной температуре (холодное или горячее кондиционирование). Подготовленное таким образом зерно легче вымалывается, лучше отделяются оболочки от эндосперма, а иногда улучшаются и хлебопекарные качества в результате деятельности ферментных систем.

Подготовка зерна к помолу на крупных товарных мельницах настолько многогранна, что третья часть корпуса мельницы бывает занята оборудованием, предназначенным на эти цели. Две трети помещения занимает размольное отделение.

На мельницах сельскохозяйственного типа применяют в основном два первых вида подготовки к помолу. Сохранились еще и мельницы без зерноочистительного отделения или с далеко не полным комплектом машин. Отправка зерна на помол на такие мельницы требует особого внимания. Очистка партии зерна и подготовка ее к помолу должны проводиться в хозяйстве.

Операции, связанные с перемещением, очисткой и размолом зерна, сопровождаются выделением пыли. Для улавливания ее непосредственно в машинах применяется система вентиляции (аспирация).

Помол - важнейшая стадия технологического процесса производства муки. Собственно, за счет помола из одной и той же партии зерна удается получить различные сорта муки, отличающиеся химическим составом, пищевой ценностью, органолептическими и технологическими свойствами. Одной из задач помола является получение муки с частицами, однородными по размеру (с однородным гран; метрическим составом).

При производстве обойной муки помол состоит в измельчении всех анатомических частей зерна до частиц одинакового размера.

При выработке сортовой муки значительному измельчению подвергают лишь эндосперм, а зародыш, оболочки и алейроновый с выделяют в виде отрубей.

И. А. Наумовым предложена классификация помолов, в основу которой положена кратность измельчения зерна.

Разовые помолы применяют лишь для измельчения зерна, пред­назначенного для кормления сельскохозяйственных животных.

На современных мельницах муку получают путем многократного и постепенного измельчения зерна на вальцовых станках с последую­щим просеиванием получаемых продуктов (повторительный помол).

Помол осуществляют в два этапа, получивших в мукомольном производстве следующее название - драной и размольный процессы.

Основная задача драного процесса заключается в снятии оболочек и получении крупок.

На стадии размольного процесса полученные крупки измельчают­ся до размеров, соответствующих требуемому размеру частиц муки.

Основным аппаратом для измельчения зерна и крупок является вальцовый станок (рис. 3.3). После прохождения вальцового станка измельченный продукт попадает в аппарат для просеивания - рассев. Каждый вальцовый станок снабжен рассевом. Сочетание каждого отдельного вальцового станка и рассева в мукомольном производстве получило название системы.

Рабочим органом вальцового станка являются чугунные вальцы, имеющие стальное покрытие. Валки вращаются навстречу друг другу с различной скоростью, соотношение которых составляет 1:1,5; 1:2; 1:2,5 и т. д.

Расстояние между валками меняется в зависимости от этапа помола. На первой системе, на которую поступит целое зерно, оно максимально, затем постепенно уменьшается. Поверхность валков имеет рифли, глубина рифлей от первой к последующим системам также уменьшается.

Вальцы размольных систем не имеют рифлей и вращаются с одина­ковой скоростью. На этих системах ведут измельчение частиц эндосперма до размера частиц муки.

Так как валки в драных системах вращаются с разной скоростью, зерно между валками не расплющивается, а как бы разворачивается вокруг своей оси, при этом с зерна скалываются оболочки, а образова­ние мелких частиц минимально.

Рис. 3.3. Вальцовый станок БМП:

1 - пневмоприемник; 2 - щетки; 3, 5 - вальцы; 4 - эксцентриковый валик;6 - питаю­щие вальцы; 7 - механизм для регулирования подачи продукта; S - клапан; 9 - прием­ная коробка; 10 - рукоятка механизма регулирования подачи продукта; 11 - механизм для привала и отвала вальцов; 12 -механизм для сближения вальцов; 13 - механизм настройки параллельностивальцов; 14 - межвальцоваязубчатая передача

Полученные с первых драных систем продукты с помощью рассе­вов сортируют ка крупные (более 1000 мкм) и мелкие (350-100 мкм) крупки, дунсты (170-350 мкм} и муку (менее 170 мкм). На последую­щих системах продолжается постепенное отделение эндосперма от частиц оболочек.

Крупные и мелкие крупки наряду с эндоспермом могут содержать и некоторое количество оболочек, для отделения которых используют специальные вальцовые станки. Этот процесс обработки промежуточ­ных продуктов называют шлифовочным.

Крупки, полученные с различных систем, в том числе и шлифовоч­ных, могут различаться по добротности, т. е, по содержанию эндоспер­ма. Если крупки получены из центральных частей эндосперма, то они имеют низкую зольность и являются "чистыми". Если же крупки получены из периферийных частей зерна, то они содержат частицы алейронового слоя, что повышает их зольность, такие крупки назы­вают сростками.

Поэтому крупки необходимо сортировать по добротности. Особен­но это важно при получении макаронного сырья - крупок и полукру­пок соответственно муки макаронной высшего и I сортов.

Сортирование крупок по добротности получило название процесса обогащения и осуществляется с помощью аппаратов - ситовеек.

На ситовеечных машинах крупки и дунсты сортируют по крупнос­ти и плотности. Ситовейки работают следующим образом: сортируемый продукт подается на наклонные сита, совершающие возвратно-посту­пательное движение, снизу сит подается воздух, в потоке которого удерживаются более легкие частицы (менее добротные крупки), а тяжелые крупки из чистого эндосперма легко проходят через сита.

Одна из фракций крупной крупки, получаемой с ситовеек, - манная крупа, выход которой при помоле пшеницы составляет 2-3 %.

Крупки, разделенные с помощью ситовеечных машин с учетом их качества, направляются на вальцовые станки шлифовочных или размольных систем. Однако за один пропуск через вальцовый станок весь поступающий продукт не может быть измельчен до размера частиц, соответствующих муке. Поэтому размольный процесс ведут на нескольких системах.

На первых размольных системах перерабатывают крупки с наи­меньшим содержанием оболочек и получают муку высшего сорта.

На последующих системах ведут помол частиц, не измельченных на первых размольных системах, и продуктов, содержащих оболочки, при этом получают муку I и II сортов.

Простые повторительные помолы. Их применяют для получения ржаной или пшеничной обойной муки. Выход муки к массе поступив­шего на переработку зерна для ржаной муки должен составлять 95 %, а пшеничной - 96 %, отруби соответственно 2 и 1 %. Муку обойную получают при одновременной работе трех вальцовых станков (рис. 3.4). Особенностью схемы обойного помола является наличие бичевых машин, на которых про­дукт после вальцового станка до­полнительно измельчается, после чего на рассев поступает лишь 50 % от общего количества продукта, что в целом повышает эффектив­ность производства.

Сложные повторительные по­молы. Эти помолы без обогащения крупок предназначены для получения ржаной сортовой, обдирной и сеяной муки, а также для помо­ла зерна тритикале в обдирную муку.

Рис. 3.5. Технологическая схема двухсортового помола пшеницы в муку I и II сортов

Применяют односортовой помол в обдирную муку с выходом 87% и в сеяную муку с выходом 63 %, а также двухсортовые помолы общим выходом муки 80 %, при которых получают от 15-30 % сеяной и 50-65 % обдирной соответственно. При односортовом помоле работа одновременно пять драных и две размольные системы. Двухсортовой помол предусматривает использование пяти драных и трех paзмольных систем. В том и другом случаях продукты послевальцовых станков драных систем дополнительно измельчаются на бичевых машинах, а частицы оболочек обрабатываются на обоечных машин для вымола муки из отрубей.

Сложные повторительные помолы с сокращенным процессом обогащения крупок. Их используют на мукомольных предприятияхнебольшой производительностью. Они предназначены для получения муки II сорта с выходом 85 % (односортовой помол). Эти же схем позволяют осуществлять и двухсортовой помол с общим выходом муки 75 %, получая от 55 до 60 % муки I сорта и 23-18 % муки II сорта соответственно.

Сложные повторительные помолы с развитым процессом обогащения крупок. Эти помолы основные в мукомольной промышленности они позволяют получить 72 % муки I сорта при односортовом помоле, также осуществлять двух- и трехсортовые помолы в хлебопекарную муку с общим выходом от 75 до 78 %, а также помолы в макаронную муку - от 72 до 78 %.

В последние годы на передовых предприятиях освоена технологи односортовых помолов, позволяющих получить 75 % муки высшего сорта.

Эти типы помолов предусматривают одновременную работ четырех-пяти драных систем и 10 и 11 размольных систем (рис. 3.5).

Особенности производства муки для макаронных изделий. Мук макаронная крупка (высший сорт) и полукрупка (I сорт) в отличие о хлебопекарной муки характеризуется значительно большим размере; частиц и, по существу, представляет собой смесь крупок различного размера и дунстов. Основным сырьем для выработки макаронной муки является зерно твердых пшениц. Кроме этого, значительно количество муки вырабатывают также из краснозерных высокостекловидных мягких пшениц. Выход макаронной муки при помоле тверды; пшениц составляет от 25 до 60 % от общей массы перерабатываемся 1 ! сырья, однако при помоле твердых пшениц получают больше крупки Одновременно при выработке макаронного сырья получают мук; хлебопекарную II сорта.

Технологическая схема макаронного помола предусматривав наличие шести драных систем (II, III, IV и V подразделены на крупны! и мелкие), развитых шлифовочного и ситовеечного процессов и сокращенного размольного процесса, имеющего четыре или две системы.

Мука-важнейший продукт переработки зерна. Дробление и измельчение зерна характеризуется процессом диспергирования. Продукт измельчения зерна – мука относится к грубодисперсным системам.

На практике помол зерна состоит из двух этапов: подготовки зерна к помолу и собственно помол зерна. Подготовка зерна к помолу заключается в составлении помольных смесей, очистке его от примесей, удалении оболочек, зародыша и кондиционировании. Зерно на мукомольные предприятия поступает с различными показателями качества.

Помольные партии зерна составляют с целью улучшения качества перерабатываемой партии зерна путем смешивания ее с зерном, отличающимся по свойствам от основной партии.

Смешивать можно полноценное зерно по показателям качества зерна: зольности, стекловидности, натуре, другим показателям. Можно смешивать зерно полноценное и поврежденное. К последнему относят зерно проросшее, морозобойное, поврежденное клопом-черепашкой.

Очистку зерна от примесей, отличающихся размерами и аэродинамическими свойствами, осуществляют на сепараторах; от примесей не схожих с зерном по форме (семена куколя, овсюга и др.) – на триерах, рабочими органами являются вращающиеся барабаны или диски с ячейками на поверхности.

Очистка зерна от металлопримесей производится в обоечных и щеточных машинах, которые полируют поверхность зерна, удаляют пыль, частицы оболочек и зародыша.

Кондиционирование зерна – гидротермическая обработка, которая включает две стадии: увлажнение и отволаживание зерна. Проводится для сортовых помолов пшеницы с целью повышения эластичности оболочек зерна и облегчения их отделения от эндосперма и последующего выделения при просеивании.Кондиционирование можно проводить двумя способами: холодным и горячим.

Холодное кондиционирование проводят при увлажнении зерна водой температурой 18-20°С и подогретой до 35°С, затем зерно оставляют на отволаживание в течение 12-14 часов. Этот способ применяют для обработки зерна, имеющего клейковину с малой растяжимостью.

Горячее кондиционирование ведут при температуре 55-60°С с последующим охлаждением и отволаживанием, длительность которого меньше,

по сравнению с холодным процессом. Горячее кондиционирование применяют для обработки зерна, содержащего клейковину слабую по силе.

Помол зерна состоит из двух стадий: собственно помол зерна и просеивание продуктов помола. По количеству технологических операций

помолы разделяют на разовые и повторительные (рис.1).

РАЗОВЫЕ ПОВТОРИТЕЛЬНЫЕ

ПРОСТЫЕ СЛОЖНЫЕ

БЕЗ ОБОГАЩЕНИЯ С ОБОГАЩЕНИЕМ

КРУПОК КРУПОК

С СОКРАЩЕННЫМ ПРОЦЕССОМ С РАЗВИТЫМ ПРОЦЕССОМ

ОБОГАЩЕНИЯ ОБОГАЩЕНИЯ

Рис.1 Классификация помолов зерна

Разовый помол осуществляют за один прием. Получают муку вместе с оболочками, затем муку просеивают и отбирают отруби – крупные частицы оболочки. Помол проводят на молотковых дробилках.

Повторительные помолы предусматривают многократное прохождение зерна через системы, включающие: измельчающие (вальцовые станки) и просеивающие (рассева).

Системы могут быть драными, которые служат для дробления зерна до крупок и дунстов, и размольными, которые превращают крупки и дунсты в муку.

После драных систем при просеивании получают две фракции помола: сход с сита и проход с сита.

Сход состоит из частиц, которые не прошли через отверстия сита, проход – из частиц, которые прошли отверстия сита.

Сход содержит крупные фракции с размером частиц 1,0 – 1,6 мм, частицы с меньшим размером 0,31 – 1,0мм, называемые крупками и частицы меньшего размера частиц 0,16 – 0,31 мм, называемые дунстами.

Мелкая фракция – проход с сита с размером частиц менее 0,16 мм, образует муку.

Крупки и дунсты направляют на следующие системы и эту операцию продолжают до получения из них муки.

Повторительные помолы считают простыми, если получают муку обойную или обдирную, и сложными, если вырабатывают муку сортовую.

При простом повторительном обойном помоле выход ржаной муки составляет 95%, количество отрубей -2%; выход пшеничной – 96%, количество отрубей -1%.

При сложном повторительном помоле проводят односортовой помол с выходом обдирной муки 87% и сеяной с выходом 63%, а также двухсортовой с общим выходом муки 80%, при котором получают 50-65% обдирной муки и 30 – 15% сеяной.

Классификация муки

Муку получают путем помола зерна и классифицируют по виду, типу и сорту.

Вид муки определяется культурой, из которой она выработана. Различают муку пшеничную, ржаную, ячменную, овсяную, рисовую, гороховую, гречневую, соевую. Муку также получают из смеси пшеницы и ржи.

Тип муки определяется ее целевым назначением. Мука пшеничная вырабатывается хлебопекарной и макаронной, мука ржаная – только хлебопекарной.

Сорт муки связан с ее выходом. То есть количеством муки, получаемой из ста кг зерна. Выход муки выражают в процентах, чем больше выход муки, тем ниже ее сорт.

Применяют в основном пшеничную и ржаную муку. Пшеничную вырабатывают пяти сортов: крупчатка, высшего, первого, второго сортов и обойная (ГОСТ 26574); вырабатывают муку пшеничную четырех сортов: высшего, первого, второго сортов и обойную (ТУ 8 РФ 11 – 95 – 91);муку пшеничную подольскую (ТУ 8 РСФСР 11-42-88); муку пшеничную хлебопекарную «Особая» высшего и первого сортов (ТУ-9293-003-00932169-96).

Под помолом зерна следует понимать состоящий из отдельных операций технологический процесс, при котором стремятся наиболее полно извлечь из зерна эндосперм в виде муки, либо измельчить зерно в муку с отбором или без отбора отрубей.

Процесс помола обычно изображают графически в виде технологической схемы, на которой условными обозначениями показывают машины, дают их техническую характеристику, а также направление движения продуктов.

Сочетание двух машин - измельчающей зерно (или его части) с просеивающей - принято называть системой.

Основные принципы построения схем помолов - это непрерывность, прямоточность, последовательность и параллельность ведения технологических операций (рис. 1).

Применение конкретных способов и приемов диктуется, прежде всего, заданным ассортиментом муки, качеством зерна и наличием оборудования.

Каждый тип помола характеризуется ассортиментом и количеством получаемой муки - выходом.

Выходом муки называют отношение массы полученной муки к массе зерна, поступившего в зерноочистительное отделение, выраженное в процентах.

Оптимальный выход продукции высокого качества достигается в результате применения передовой техники и совершенной технологии.

В зависимости от наличия в общем технологическом процессе отдельных этапов, построенных на определенных способах и приемах, а также повторяющихся операций при производстве заданного ассортимента продукции, помолы классифицируются на разовые (однократные) и повторительные (многократные), которые в свою очередь, делятся на простые и сложные.

Классификацию применяемых в настоящее время помолов можно предложить в следующем виде (рис. 2). В ее основу положены кратность измельчения зерна, число отдельных самостоятельных этапов в технологической схеме и степень сложности организации ситовеечного процесса, занимающего особое место в технологии производства муки .

Помолы, основанные на получении крупок, их предварительной обработке на системах обогащения, шлифовке и развитом размольном процессах, называют сортовыми помолами (в литературе встречаются также названия «крупочные» или «крупчатные»).

При производстве сортовой муки тонкому измельчению подвергают только крахмалистую часть эндосперма, а оболочки и алейроновый слой зерна направляют в отруби, в виде крупных частиц. Зародыш может быть выделен как самостоятельный продукт или также идет в отруби. Такая задача избирательного измельчения различных анатомических частей зерна вынуждает существенно усложнять технологию производства муки: необходимо вводить дополнительные этапы процесса, в которых происходит разделение продуктов измельчения на фракции по добротности на основе различия физико-химических и структурно-механических свойств эндосперма, оболочек и зародыша.

Сортовые помолы пшеницы предусматривают следующие процессы:

драной - получение крупок и дунстов (крупообразующий);

обогащение крупок и дунстов на ситовеечных машинах;

размольный - измельчение крупок и дунстов;

вымольный;

формирование сортов муки и ее контроль.

Сортовые помолы в зависимости от степени сортирования и обогащения можно осуществить, пользуясь более или менее сложными схемами технологического процесса. В зависимости от группировки потоков муки, сортовые помолы делятся на односортные и многосортные, а также на упрощенные и развитые.

При упрощенных помола - на мини-мельницах, промежуточные продукты разделяют по качеству на меньшее количество отдельных потоков. Обрабатывают их только в просеивающих машинах, иногда применяют ситовеечную машину. Муку отсеивают на сравнительно густых ситах.

Назначение размольного процесса - получить из промежуточных продуктов максимальное количество муки и на последних системах - вымол конечных продуктов.

При развитых помолах промежуточные продукты сортируют и просеивают особенно тщательно, применяют для их обогащения большое количество ситовеечных машин.

При переработке пшеницы сложность технологического процесса определяется типом помола, который связан с установленным ассортиментом муки. При выработке муки второго сорта процесс помола можно упростить, ситовеечный процесс резко сократить, подвергнув обогащению только часть крупок, необходимость в шлифовочном процессе отсутствует. Этот помол является основным представителем второй подгруппы сложных повторительных помолов.

Многосортные помолы пшеницы или же односортный помол ее в муку первого сорта вынуждают усложнять технологический процесс, чтобы была обеспечена возможность более полного выделения крахмалистого эндосперма и превращения его в муку с возможно меньшим содержанием оболочечных частиц зерна. В этом случае получают полное развитие как технологическая схема в целом, так и отдельные ее этапы, в том числе ситовеечный и шлифовочный процессы. Эти помолы составляют третью подгруппу. Шлифовочный процесс в схеме помола тесно взаимосвязан с ситовеечным, как единый процесс обогащения крупок.

Таким образом схема классификации помолов учитывает конкретные особенности их организации с учетом ассортимента вырабатываемой муки.

На рис. 3 приводится технологическая схема одного из наиболее простых способов выработки муки, получаемой в результате однократного пропуск* зерна через жернов или молотковую мельницу. Такая мука представляет собой смесь измельченных частиц эндосперма и оболочек.

Мука разового помола имеет низкое качество, так как измельченные оболочки вместе с эндоспермом попадают в муку, что придает ей темный цвет, однако не уменьшает питательную ценность. Вследствие отсутствия при таком помоле этапа просеивания (сортирования по крупности) мука получается чрезвычайно неоднородной по размеру частиц особенно резко выделяются по крупности частицы оболочек, которые благодаря своей эластичности измельчаются в меньшей степени, чем эндосперм.

В тех случаях, когда требуется отсеять частицы оболочек, измельченное таким образом зерно пропускают через просеивающие машины (рассев, центрофугал, бурат), в которых из смеси измельченных эндосперма и оболочек выделяют частицы оболочек - отруби, которые направляют отдельным потоком, а мука становится более однородной и качество ее улучшается (рис. 4). В целом получаемая мука имеет низкие показатели качества, поэтому этот вид помола применяется только для нужд малого хозяйства и не следует рассчитывать на более качественное производство и реализацию такой муки.

Поскольку в данном случае муку вырабатывают в один прием (за один раз), такой помол называется разовым. При разовом помоле можно получить и некоторое количество светлой муки, для этого на первой раме, при жерновом помоле, на просеивающей машине типа центрифуга или бурат, ставят мучные сита 42/48ПА. 45/50ПА, 36/40ПА и муку этого потока выделяют отдельно.

Рис. 4. Технологическая схема простого помола зерна на жерновой мельнице:

1 - мука обойная; 2 - отруби (1-2%)

Более совершенным типом помола, в смысле конечных результатов, является повторительный помол с применением вальцовых станков.

Рис. 5. Технологическая схема простого помола зерна в обойную муку на вальцовой мельнице:

1 - мука; 2 - отруби (2-3%)

На рис. 5 изображена технологическая схема переработки зерна в муку, отличающаяся от предыдущей постепенным измельчением зерна на нескольких последовательно расположенных системах. На каждой системе из продуктов измельчения отсеивают муку, а более крупные частицы поступают на следующую систему для измельчения и так продолжается до измельчения всех частиц зерна в муку требующейся крупности.

Все помолы зерна в муку принадлежат к классу повторительных, при которых операции измельчения повторяются.

Схемы простых повторительных помолов состоят из одного технологического этапа, в котором крупные частицы последовательно проходят операции измельчения на трех-четырех системах (рис. 6). Муку, полученную на всех системах, смешивают и объединяют в один сорт. Этим способом вырабатывают обойную муку из пшеницы и ржи. При помоле ржи иногда добавляют еще одну систему (рис. 7).

Рис. 6. Технологическая схема простого повторительного помола

Обойную муку извлекают из продуктов измельчения на всех системах проходом сит с отверстиями 0,63-0,8 мм или на капроновых ситах № 8-12. Сход с последней сортирующей системы не должен превышать 3% от массы поступающего на измельчение зерна. Если требуется дополнительное измельчение, этот сход можно возвратить на последнюю систему. Во всех случаях организации схемы обойного помола на каждой системе держат низкий режим измельчения, т.е. интенсивное измельчение зерна и полупродуктов.

Техническая характеристика систем измельчения при простом помоле дана в табл. 1, а примерные режимы измельчения - в табл. 2.

Таблица 1 Техническая характеристика систем измельчения при простом помоле ржи

Техническая характеристика системы подобрана с таким расчетом, чтобы обеспечить интенсивное измельчение продуктов в муку. Нарезают крупные рифли под большим уклоном, с малым углом острия и устанавливают вальцы в положение острие по острию. Окружную скорость можно увеличить до 8 м/с, при отношении скоростей 2,5. Для увеличения зоны измельчения рекомендуется применять вальцы диаметром 300 мм.

При указанных в табл. 2 режимах измельчения достигается извлечение муки в размере 96% за три прохода.

При контрольном просеивании муки на рассеве устанавливают те же металлотканые сита крупных номеров, сход с рассева возвращают на измельчение на III или IV систему, при наличии последней в схеме.

Многократные помолы могут быть осуществлены различными способами - простыми, в результате которых получается мука с большим содержанием частиц оболочек, и сложными, при которых вырабатывается мука более тонкая, с меньшим содержанием частиц оболочек зерна, т.е. лучшего качества .

Задачу получения высококачественной муки решают путем применения усложненных повторяющихся операций (рис. 8).

Как показано на рис. 9, наряду с постепенным измельчением зерна и отсеиванием на каждой системе муки, на нескольких первых системах выделяют крупки и дунсты, которые в зависимости от размеров и качества, т.е. от наличия на них частиц оболочек (отрубянистости), группируют в отдельные потоки. Эти потоки представляют собой так называемые промежуточные потоки, после размола которых получается мука различного качества. Ее можно объединить в один сорт или разделить на несколько сортов определенного качества. Кроме муки, в конечном результате получаются частицы оболочек зерна - отруби. Этим способом вырабатывают муку ржаную обдирную и сеяную.

Рис. 8. Структурная схема сложного повторительного помола пшеницы с развитым процессом обогащения крупок

Рис. 9. Принципиальная технологическая схема односортного помола пшеницы или ржи на мельнице малой производительности

Мука обдирная должна отвечать по крупности следующим требованиям: остаток на сите № 045 не более 2%, проход сита № 38 не менее 60%. Отбор муки на рассевах ведут на достаточно редких ситах - № 23-29 и лишь на IV драной и последующих системах применяют № 35. Контрольное просеивание муки осуществляют на ситах № 23-29. Зольность обдирной муки ограничивается величиной 1,45%, при выходе ее в размере 87%. Сита сгущают на последних системах, на которых измельчается продукт с высоким содержанием оболочек. На этих же системах вальцы устанавливают в положение «спинка по спинке». На вальцах драных систем нарезают от 5 до 9 рифлей на 1 см по ходу процесса. На размольных системах применяют 9-10 рифлей. Такая схема пригодна для мельниц производительностью 20-25 т зерна в сутки.

При отборе с рассева муки двух сортов (сеяной и обдирной) вначале устанавливают сита для получения первого, а затем второго по качеству сорта муки (рис. 10). Например, для сеяной муки сито № 43 и обдирной № 26. На контрольных рассевах принимают сига на 1-2 номера реже чем по системам.

Сеяная мука должна быть менее зольной (не выше 0,75%) и более дисперсной (проход шелкового сита № 38 не менее 90%).

Количество отбираемых оболочек в виде отрубей значительно выше и составляет при выработке сеяной и обдирной муки около 37%. Таким образом, при получении сеяной и обдирной муки степень избирательного измельчения проявляется в большей степени, чем при выработке обдирной муки с выходом 87%.
По способу измельчения зерна описываемый помол следует отнести к повторительным, а по типу - к сортовым, так как в результате его получают сортовую муку.

При переработке ржи процесс обогащения и шлифовки отсутствует, так как анатомические особенности зерна не позволяют получать чистый эндосперм в виде крупки. Поэтому помолы ржи в сортовую муку (обдирную и сеяную) формируют первую подгруппу сложных повторительных помолов.

На мельнице АВМ-ЗМ драной процесс состоит из четырех систем. С первых двух драных систем нижним сходом секций рассева отбирают крупки, которые измельчают в муку на первых двух размольных системах; при этом сход с рассева второй размольной системы вновь возвращается в драной процесс. При наличии еще одного вальцового станка можно добавить еще одну размольную систему.

По этой схеме можно вести односортный помол пшеницы в муку 1 сорта с выходом около 72% или же в муку 2 сорта с выходом 80%. Данная схема позволяет проводить также двухсорт- ный помол с выходом муки 1 сорта в количестве 25-34% и 2 сорта - 40-43%.

Нумерация сит в рассевах зависит от избранного варианта помола. Это же относится и к технической характеристике вальцов (табл. 3)

Благодаря приведенной выше принципиальной схеме мы в плотную приблизились к объяснению технологии производства сортовой муки на мини-мельнице с шестью и более парами вальцов. На рис. 11, 12 показан более сложный способ производства муки, применяемый в тех случаях, когда добиваются выхода сортовой муки с лучшими показателями ее качества.

Здесь выделен драной процесс, в котором стремятся к получению максимального количества освобожденных от оболочек крупок и минимального количества муки.

Драной процесс разделен на две стадии. В первой стадии отбирают промежуточные продукты - крупки и дунсты. Для улучшения качества крупок их направляют в ситовеечные машины, где, освобождаясь от частиц оболочек, они становятся чище, или, как говорят, «богаче», добротнее. Оставшиеся после выделения крупок продукты пропускают через системы, которые называются вы мольными. Это вторая стадия драного процесса, во время которой отбирают от оболочек оставшийся эндосперм (на рисунках эта стадия не показана).

Часть наиболее ценных крупок, на поверхности которых сохранились надорванные оболочки, пропускают через вальцовые станки.

В процесс обогащения входят шлифовочные системы, назначение которых частично измельчать крупную крупку для получения более однородной по крупности смеси, а также разрушить крупинки, состоящие из эндосперма, сросшегося с оболочкой.

Рис. 11. Технологическая схема двухсортного помола пшеницы на трехсганковой мельнице

Под слабым нажимом валков крупки раскалываются, при этом получаются более мелкие, но чистые крупки и частицы с оболочками. Такая обработка крупок называется шлифовкой крупок.

Крупки, подвергнутые обогащению и шлифовке, поступают на размольные системы, на которых за один или несколько пропусков превращаются в высококачественную муку.

Рис. 12. Технологическая схема двухсортного помола пшеницы на четырехстанковой мельнице

Остальные промежуточные продукты в виде крупок и дунстов 2-го качества направляют на другие размольные системы.

Полученную с различных драных, шлифовочных и размольных систем муку, в зависимости от ее качества, объединяют в сорта, а затем после контроля муки в рассевах они поступают в бункера соответствующего сорта, далее в мешки.