Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

11.05.2015

Рассмотрим закономерность распределения химических веществ при избирательном измельчении в крупообразующем процессе по данным таблицы 38. Весьма существенным аргументом в анализе служит то, что зольные вещества, как ранее отмечалось, сосредоточены главным образом в оболочках и алейроновом слое, а в эндосперме они coдepжaтcя в минимальном количестве. При сравнении показателей зольности зерна, продуктов, поступающих на драные системы, и образующихся на них крупок, дунстов и муки легко убедиться, что они резко разнятся по качеству. Начиная со II драной и кончая бичевыми вымольньтми машинами, по мере извлечения промежуточных продуктов и муки на предыдущей системе па последующую систему поступает продукт с большим содержанием зольных веществ, что следует объяснить изменением соотношения в смеси частиц оболочек, алейронового слоя и эндосперма.
В классе крупных фракций передирная крупка отличается более высокой зольностью, чем крупная, но в пределах и этих фракций максимальной зольностью характеризуется крупная крупка с I и III систем, а минимальной — крупка CO II драной. Лучшую среднюю и мелкую крупки в связи с минимальным содержанием в них частиц оболочек и, следовательно, золы отбирают с II и III драных систем. Мелкая крупка, образующаяся на IV драной системе и представляющая собой сростки с преобладанием частиц оболочек, характеризуется большим содержанием золы, поэтому ее относят к продуктам второго качества.

Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

Дунсты CO II, а иногда и с III драной систем, представляя собой измельченный эндосперм с частицами, размеры которых являются промежуточными между частицами мелкой крупки и муки, близки по содержанию золы; несколько выше зольность дунстов с IV и еще выше с I драной системы (при общем извлечении продуктов на I драной 8—10%). Если технологический режим на I драной системе характеризуется извлечением более 10%, то зольность дунстов с IV драной окажется большей.
Чем больше в продуктах крупных частиц, тем больше в них оболочек и зольных веществ. Исключение составляет «красочный» продукт с вымольных систем, в котором преобладают частицы оболочек малых размеров (таких, как в дуистах) и зольные вещества.
Анализ структуры сходовых продуктов с IV драной системы показывает, что высокое содержание золы в них объясняется наличием частиц оболочек с налипшим на них эндоспермом, частиц оболочек с алейроновым слоем, физически связанных с эндоспермом, и собственно частиц свободных плодовой и семенной оболочек, зародыша и частиц эндосперма в виде муки.
В сходах с IV драной системы содержится 70—75% алейронового слоя, 30—40% плодовой, 50—60% семенной оболочки и 25—30% зародыша (от массы каждой составной части зерна или 10,5—12% от массы зерна) средней взвешенной зольности 7,3—8%. Зольность продуктов, поступающих на V драную систему, и верхних сходов с нее указывает на то, что в этой системе не всегда имеется необходимость.
Ранее было установлено, что в оболочках сосредоточено клетчатки около 75%, в алейроновом слое -15, а в зародыше и эндосперме - по 5%. В промежуточных продуктах помола клетчатка распределена в таком же соотношении, как и зольные вещества. Количество ее характеризует не только технологическую, по и пищевую ценность продуктов. При содержании 2,6% клетчатки в зерне пшеницы в верхних сходах, например с I драной системы, ее количество составило 2,56—2,84%. В результате отбора крупок, дунстов и муки в этих сходах, направляющихся на последующие системы, количество клетчатки возрастает. В крупках, особенно в передирной, увеличивается содержание клетчатки, что объясняется повышением соотношения частиц оболочек. Минимальное еe содержание отмечается в дунстах. Такое дифференцированное распределение клетчатки согласуется с содержанием зольных веществ в указанных сходах, крупках и дунстах первого и второго качества.
В связи с нахождением крахмала только в эндосперме можно проследить за изменением его количества в продуктах, поступающих па отдельные системы и получаемых с них. Из данных таблицы 38 видно, что по мере извлечения эндосперма в виде крупок, дунстов и муки в продуктах, направляемых с предыдущей па последующие системы, количество крахмала постепенно уменьшается. Если это снижение па каждой из первых четырех систем (I—IV) составляет в среднем 7—9%, то на V системе оно равно 5% (от количества крахмала, содержащегося в продукте, поступающем на данную систему), а в вымольных бичевых машинах (№ 1 и № 2) еще меньше.
Если по величине содержания крахмала судят о мучном потенциале отдельных классов и фракций промежуточных продуктов, то по содержанию и качеству сырой клейковины оценивают возможность получения из них муки с определенными хлебопекарными достоинствами.
В наших опытах в зерне, поступившем в помол, содержалось 25,6% сырой клейковины. После извлечения крупок, дунстов и муки на I драной системе, затем на последующих системах и после бичевых машин системы № 2 количество клейковины убывало. Из продукта, поступающего на бичевую машину № 3, и схода с нее клейковина уже не отмывалась. Ее масса не была упругой, что указывает на отсутствие белковых веществ, принимающих участие в формировании клейковины.
Сырой клейковины в передирной крупке было меньше, ее количество возрастало в крупной, средней и мелкой крупках, достигая максимального значения в дунстах. В то же время в крупках и дунстах, извлеченных на II драной системе, сырой клейковины содержалось больше, чем в таких же фракциях, отобранных с I и III систем. В мелкой крупке второго качества с IV драной системы количество клейковины не превышало 30%, а в других — 35 %.
Обобщая данные таблицы 38, можно считать, что между содержанием золы и клетчатки отмечается прямая зависимость, а между ними и содержанием крахмала, также клейковины — обратная зависимость. Вместе с тем свойства некоторых веществ, в частности крахмала и клейковины, изменяются в зависимости от уровня технологии и технологических режимов на мукомольных заводах. Чрезмерно интенсивные режимы («низкие») всегда приводят к перетиранию продукта, повышению количества зольных веществ и клетчатки, уменьшению содержания крахмала и клейковины в промежуточных продуктах, а также к перегреву и ухудшению их качества.
В крахмале, как ранее отмечалось, под воздействием температуры сверх 60—62°С разрываются фосфорные эфирные мостики и образуется рыхлая консистенция, вплоть до клейстера. Клейстеризация нередко наблюдается и на вымольных системах, где температура продуктов до вальцовых станков достигает в условиях внутрицехового механического транспортирования 30—32°С, а после станков 50—70°С. При этом виде транспорта продукты, поглотившие тепло в процессе измельчения, при перемещении на следующие системы не утрачивают тепла вследствие конвекции и имеют почти одинаковую повышенную температуру на всем протяжении технологического процесса.
Преобразование крахмала в клейстер представляет собой в данном случае химическое явление, но оно крайне нежелательно.
Клейковина, косвенно выражающая белковые вещества продуктов, кроме естественного распределения ее по анатомическим частям зерна, под сильным механическим воздействием реагирует изменением свойств, растворимости и электрофоретической подвижности. Белки, составляющие главную часть протоплазмы клеток и их ядер, при нагревании до 55—60°С денатурируются. В таких случаях затрагиваются вторичная, третичная и четвертичная структура белковой молекулы, в которой в большей море разрушаются дисульфидные мостики и водородные связи.
Есть основание утверждать, что на IV драной системе можно полностью завершать отбор крупок и начинать вымол оболочек.
При применении более четырех драных систем для отбора крупок не увеличивается количество промежуточных продуктов высокого качества.
Использование бичевых машин для обработки верхнего схода с III драной значительно разгружает IV систему и облегчает ее работу, а последовательная обработка сходов в двух-трех системах бичевых машин дает лучшие технологические результаты, чем в вальцовых станках: зольность муки снижается на 30%, отруби получаются более крупные, хлопьевидные, с зольностью 6,2%, содержащие 20% крахмала; расход энергии на отделение краевых частей эндосперма от оболочек снижается в 2—2,8 раза.
Оказался рациональным технологический прием использования бичевых машин в качестве разделителей измельченных смесей продуктов после вальцовых станков II, III и IV драных систем. При этом скорость вращения ротора принимают Up = 10—12 м/с, диаметр отверстий ситовой обечайки при сепарировании смесей со II драной 2,5 мм, III драной 2 мм и IV драной системы 1,5 мм.
Об окончании вымола оболочек в драном процессе можно судить по получению отрубей, содержащих не более 20—22% крахмала.
Общее извлечение продуктов на отдельной системе (Uоб), характеризующее технологический режим ее работы, определяют по выражению (%):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

Значение Uоб можно определить по упрощенной формуле (%):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

П.Г. Черныш связывает величину извлечения продуктов на отдельной драной системе (Us) с влиянием ряда параметров, выражая ее формулой (%):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

Приведенные выражения учитывают только величину извлечения в отрыве от показателей качества продукта. А.С. Ильин сделал попытку восполнить этот пробел, предложив показатель оценки технологической эффективности крупообразующей операции (%):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

При значениях угла рабочей грани рифлей β = 65—70°С число рифлей np = 4—6 на 1 см длины окружности валка, величина Екп находится в диапазоне 0,17— 0,24%.
Технологический эффект работы вымольных бичевых машин определяют по степени уменьшения содержания эндосперма в продуктах до поступления в машину, т. е. по количеству муки (с учетом недосевов) в проходе (в % от массы продукта, поступающего в машину) и по величине изменения зольности сходового продукта в сравнении с зольностью продукта, поступившего в машину.
Количество проходового продукта равно (%):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

Масса муки, содержащейся в проходовом продукте (в % от его массы):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

где G'пp — масса проходового продукта, кг/ч.
По отношению к количеству продукта, поступившего в машину, массу муки в проходовом продукте выражают (%):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

Технологический эффект, определяемый по количеству извлекаемой муки и се зольности, выражают (кг/ч):
Перераспределение химических веществ в продуктах, образующихся в драном процессе

Количество проходового продукта приблизительно равно 18—30%, масса муки равна 34—72% (от массы проходового продукта), а по отношению к массе продукта, поступившего в машину, — 8—18%. Указанные величины варьируют в зависимости от типа зерна и содержания эндосперма в исходном продукте, поступающем в машину. Зольность сходового продукта с бичевых машин повышается на 0,6—0,8% по сравнению с зольностью продукта, поступающего в машину. Содержание эндосперма в сходовом продукте в зависимости от качества исходного продукта уменьшается на 4—6%.
Бичевые машины эффективно отделяют оставшийся эндосперм от крупных частиц оболочек и малоэффективны при обработке мелких частиц оболочек, для которых более пригодны щеточные машины.