Товароведная характеристика и экспертиза крупы

Пшеница крупяная

Служит  сырьем для выработки крупы Полтавской и Артек. Особенность такой пшеницы  заключается в повышенной прочности  эндосперма. Поэтому лучшим сырьем для получения пшеничной крупы является твердая пшеница II типа, а также мягкая высокостекловидная пшеница. Выработка пшеничной крупы из мягких полустекловидных и мучнистых пшениц малоэффективна, так как при этом снижается выход крупы и ухудшается ее качество. При выработке крупы из пшеницы недопустимо направлять в переработку смесь разных ее типов, а также смеси зерна одного и того же типа, но с различной стекловидностью. Наиболее высокие результаты при выработке крупы могут быть получены при переработке однородной партии зерна с высокой прочностью эндосперма.

Кукуруза 

Из кукурузы на крупяных заводах вырабатывают крупу  шлифованную, крупную крупу для  получения кукурузных хлопьев и  мелкую — для производства кукурузных палочек. Зерно кукурузы различают  по форме, цвету, консистенции эндосперма и крупности. По форме и консистенции эндосперма кукуруза бывает кремнистой и зубовидной.

В различных  частях початка кукурузы зерно неодинаково  по крупности, химическому составу, а следовательно, и по своей ценности и пригодности для выработки крупы. Наиболее ценными для крупяной промышленности считают крупные фракции зерна кукурузы.

С учетом указанных признаков зерна кукурузы его делят на восемь типов: I тип  — зубовидная желтая, II тип —  зубовидная белая, III тип — кремнистая желтая, IV тип— кремнистая белая, V тип — полузубовидная желтая, W тип — полузубовидная белая, VII тип — лопающаяся белая, VIII тип — лопающаяся желтая. Для производства крупы используют в основном кукурузу следующих типов: II, IV, VI и VII, из которых можно получить кукурузную крупу высокого качества.

Зерновка  кукурузы состоит из эндосперма {80...83 %), оболочек (4,0...5,0), зародыша (8,0...15,0) и  чехлика (1,2... 1,8 %). У зерна кукурузы сильно развит зародыш, который соединен со стержнем початка кукурузы при  помощи чехлика. Расположен зародыш во внутренней части эндосперма и поэтому его отделение связано со значительными трудностями.

Горох

Его относят  к бобовым культурам и используют для производства гороховой крупы: горох лущеный цельный и горох  лущеный колотый. Наиболее распространен посевной вид гороха, Он имеет в основном шаровидную форму с гладкой поверхностью. Встречаются мозговые формы гороха с морщинистой поверхностью, однако для производства крупы их практически не применяют. Важный технологический признак гороха —это окраска семян, она бывает белой, желтой, розовой, зеленой. Наиболее высокими технологическими достоинствами обладает горох с однотонным оттенком цвета без примеси гороха других оттенков. В зависимости от назначения гороха его подразделяют на два типа: I тип — горох продовольственный, II тип — горох кормовой. I тип гороха делят на два подтипа: 1-й — горох желтый, 2-й — горох зеленый.

Семена  гороха не имеют характерного для  злаковых культур эндосперма. Они  состоят из двух семядолей (90...94%) и семенной оболочки (6...10 %).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Краткая характеристика  технологии производства 

Крупа в пищевом рационе человека составляет от 8 до 13 % от общего потребления зерновых, причем рис является основным продуктом  питания более чем для половины населения земного шара.

Эффективность использования зерновых культур  при выработке крупы зависит  в значительной мере от совершенства конструкций шелушильных и шлифовальных машин. Технологический процесс  переработки зерна в крупу  в общем виде на современном предприятии состоит из восьмидесяти основных этапов (очистка зерна, сортирование по фракциям, шелушение, отбор ядра, шлифование, сортирование продуктов шлифования, удаление лузги и мучки, контроль готовой продукции). С учетом специфических свойств отдельных видов крупяных культур некоторые этапы в процессе могут отсутствовать.

Шелушение и шлифование зерна, т. е. удаление цветковых  пленок, плодовых и семенных оболочек, — важнейшие технологические  операции крупяного производства. Их задача — сохранить ядро зерновки, представляющее основную питательную ценность, целым и удалить оболочки, не усваиваемые человеческим организмом. Поэтому от того, насколько обоснованно выбраны средства и способы для осуществления процессов шелушения и шлифования, зависит и рациональное использование сырья-зерна крупяных злаковых и бобовых культур.

Большое число различных шелушильных  и шлифовальных машин объясняется  разнообразием структурно-механических свойств зерна, перерабатываемого  в крупу.

Технологические процессы выработки крупы усложняются еще и тем, что однородность и выравненность зерновой массы по размерам составляет не более 70...80 %. Так как зерно шелушат к шлифуют, пропуская его между рабочими органами машины, установленными с определенным зазором, то становится ясно, насколько важно иметь однородную по крупности и качеству зерновую массу. Неоднородность зерновой массы требует введения специальной технологической операции - разделения зерновой массы на фракции по крупности для последующего крупоотделения. Гречиху, например, сортируют на четыре-шесть фракций, овес и рис — на две-три фракции и т. д.

Наиболее  распространенные машины для шелушения  и шлифования зерна проса, риса, овса, ячменя, пшеницы и других культур - шелушильные машины с обрезиненными  валками, вальцедековые станки, обоечные машины, шелушильные постава с нижним бегуном, вертикальные и горизонтальные шелушильно-шлифовальные машины и др.

Количественное  содержание ядра в зерне в зависимости  от культуры находится в пределах 62...80%. При переработке зерна в  крупу действующими нормативными документами предусматривается выход крупы 50...70,5%, следовательно, от 4...5 до 15% ядра превращается в отходы, не используемые для продовольственных целей. Такой большой процент недоиспользования ядра зерна крупяных культур является результатом несовершенства главным образом машин для процессов шелушения и шлифования.

Некоторые конструкции шелушильных и шлифовальных машин тяжелы, громоздки, энергоемки и не всегда удобны в эксплуатации. Поэтому применение более совершенных  конструкций шелушильных и шлифовальных машин позволит перерабатывать зерно в крупу с меньшими потерями.

В ближайшие  годы намечено реконструировать значительное количество действующих предприятий  с заменой старого и малопроизводительного  оборудования новым, современным, высокопроизводительным, позволяющим более эффективно осуществлять процессы очистки, сортирования, шелушения, шлифования и крупоотделения.

В последнее  время в крупяной промышленности получили распространение шелушильные  машины с обрезиненными валками и внедряются новые крупоотделительные машины, шелушильные машины ударно-центробежного принципа действия, шлифовальные машины горизонтального и вертикального типа и др.

Знание  структурно-механических характеристик  зерна крупяных культур позволяет  обоснованно выбирать характер и величину основных параметров рабочих органов машин, обеспечивать более эффективную его обработку, экономно расходовать сырье и энергию.

Изучение  и анализ опыта эксплуатации крупяных заводов позволяет наметить пути дальнейшего совершенствования техники и технологии крупяного производства.

В материалах сайта отражены опыт и перспективы  создания новых процессов и оборудования для производства крупы, которые  в последние годы нашли применение в промышленности.

Совершенствование технологий производства крупы

Известно, что от совершенства шелушильно-шлифовальных машин и процессов во многом зависят  качество, ассортимент и выход  вырабатываемой крупы.

Рабочими  органами вальцедекового станка, используемого  для шелушения гречихи и проса, служат горизонтальный абразивный валок (цилиндр) и неподвижно закрепленная у валка дека, образующие клиновидную (для проса) либо серповидную (для гречихи) форму рабочей зоны. Зерно в станке шелушится в рабочей зоне в результате действия сил сжатия и трения (скольжение с качением) со стороны валка и деки.

Минимальный зазор между валком и декой (при  жесткой деке) должен быть больше размера  ядра, чтобы исключить его дробление. Примыкающая к валку рабочая  поверхность деки обычно очерчивается тем же радиусом, что и валок. Это позволяет получать кривизну ее поверхности путем притирки о вращающийся валок.

На эффективность  шелушения зерна влияют диаметр  и окружная скорость валка, размер и  форма рабочей зоны, материал валка  и деки, фракционный состав зерна (по крупности) и др. Диаметр валков составляет 500 и 600 мм, длину рабочего отрезка дуги деки принимают от 180 до 300 мм. Валок изготавливают из абразивных материалов или естественного (песчаникового) камня и придают ему окружную скорость от 10 до 15 м/с. Периодически производят насечку валков, чтобы обеспечить требуемую эффективность шелушения. Для шелушения проса деку изготавливают из резинотканевых пластин (редко кожи), а для гречихи — из песчаникового камня или заливкой абразивной массой.

Опыт  эксплуатации вальцедековых станков показывает, что при шелушении проса лучшие результаты получаются с использованием деки длиной 300 мм при окружной скорости валка 14,5 м/с. При шелушении гречихи применяют деки длиной 200 мм с окружной скоростью валка 12...14м/с, причем гречиху перед шелушением сортируют на шесть фракций и каждую фракцию обрабатывают на отдельном станке.

Процесс шелушения в станке происходит следующим  образом. Из питающего механизма  зерно направляется в рабочий  зазор между абразивным валком и  декой, взаимное расположение которых устанавливают при помощи специальных регулировочных устройств, позволяющих изменять расстояние между ними в необходимых пределах. Совместное действие сил сжатия и трения приводе к деформации и разрушению наружных покровов проса и гречихи. Однако эффективность такого способа шелушения сравнительно низкая. Это связано с получаемым повышенным процентом дробления и измельчения ядра и значительными энергетическими затратами, обусловленными преодолением сил сопротивления (трения) шелушению. Например, удельное энергопотребление при шелушении проса 4,0-4,5 кВт*ч/т. Кроме того, не все зерна, находящиеся в рабочей зоне, попадают в равные условия, так как более крупные подвергаются интенсивному силовому воздействию со стороны валка и деки, а мелкие проходят рабочую зону и остаются нешелушеными. Количество нешелушеных зерен резко возрастает, если наносимые на валок и деку (для гречихи) бороздки (насечки) истираются. Это снижает пропускную способность машины, увеличивает выход дробленых зерен и мучки, а следовательно, возрастают потери исходного сырья и ухудшается качество вырабатываемой крупы. Одним из направлений совершенствования процесса шелушения гречихи и проса является использование кратковременного действия сил сжатия и сдвига, которое достигается парой валков, установленных с зазором, покрытых резиновым слоем определенной твердости и вращающихся навстречу друг другу с различной окружной скоростью. Благодаря такому способу обеспечивается высокая эффективность шелушения гречихи и проса.

Кроме того, применение обрезиненных (эластичных) валков позволяет обрабатывать зерно различной крупности, благодаря чему исключается необходимость сортировать исходное сырье перед шелушением на фракции.

Другой  разновидностью машин, в которых  зерно подвергают шелушению силами сжатия и трения (качение со скольжением), являются шелушильные постава. В этих машинах зерно шелушится между двумя дисками с регулируемым зазором. Рабочая поверхность дисков покрыта абразивной массой. Наиболее распространены шелушильные постава с нижним бегуном, имеющие вертикальный вал, на который устанавливают абразивный диск (бегун), а верхний диск параллельно нижнему закрепляют неподвижно. Окружная скорость вращающегося абразивного диска находится в пределах 16...20м/с. Зазор между абразивными дисками регулируют, поднимая и опуская вал. Зерно вводится в зазор через отверстие, предусмотренное в центре верхнего диска, и благодаря центробежной силе перемещается по кривой в форме спирали.

Шелушильными  поставами производства ГДР оборудованы  некоторые предприятия крупяной промышленности, где производится переработка риса и овса в крупу.

Основные  недостатки шелушильных поставов следующие: невысокая производительность; низкая технологическая эффективность, так  как зерно подвергается воздействию  жестких абразивных поверхностей, путь обработки имеет большую протяженность, в результате чего содержание дробленых зерен (например, риса) после первого пропуска составляет 5...10 %; высокий удельный расход энергии на процесс шелушения — 3,5... 4,6 кВт*ч/т; сравнительно большая материалоемкость конструкции; вращение вертикальному валу передается с помощью конического редуктора, что усложняет ремонт и обслуживание машины.

Указанные недостатки связаны с тем, что  принцип действия этих машин несовершенен и недостаточно полно учитывает физико-механические и структурно-биологические особенности зерна риса и овса. Очевидно, для риса, имеющего хрупкие цветковые пленки, не сросшиеся с ядром, целесообразно применять при шелушении кратковременное действие сил сжатия и сдвига. Такое действие, как указывалось выше, обеспечивается в машинах с обрезиненными валками типа А1-ЗРД, которыми в настоящее время оснащены все рисозаводы страны. Основное направление в совершенствовании этих машин: повышение износостойкости валков до 24...300 ч с применением полиуретановых покрытий и надежности привода.

Трудность освобождения ядра овса от цветковых  пленок состоит в том, что внутренняя (нижняя) цветковая пленка плотно и  глубоко охватывает ядро (не срастаясь  с ним), заходя на его боковые стороны, а наружная (верхняя) пленка охватывает, в свою очередь, внутреннюю пленку на значительном протяжении, образуя соединение в виде "замка"; ядро овса вязкой консистенции и зазор между ним и пленками заполнен ворсинками (волосками).