Главная - Публикации и новости - Гидротермическая обработка зерна.

Гидротермическая обработка зерна.

Бабич М.Б. - генеральный директор, К.т.н., Каминский В.Д. - инженер, Калиниченко В.Н. - инженер НПО «АГРО-СИМО-МАШБУД»

 

Гидротермическая обработка зерна (ГТО) перед его шелушением оказывает благоприятное воздействие на технологические свойства зерна его питательную ценность и потребительские достоинства крупы.

Так например, одним из недостатков риса является хрупкость и чувствительность его к влаге и температуре, что вызывает трещинообразование в ядре и в конечном итоге снижение выхода целой крупы. Нарушение режимов сушки риса после уборки, перемещение при транспортировке, климатические условия выращивания приводят к росту трещиноватости ядра, что усложняет переработку риса.

Единственным способом, позволяющим снизить выход дробленого ядра, является водно-тепловая обработка зерна, включающая: предварительное увлажнение, для протекания процессов набухания белково-углеводного комплекса и последующую стадию пропаривания зерна, вследствие чего происходит «цементация» ядра.
  
Увлажнение проводят с использованием моечной машины, в связи с чем, повышается эффективность выделения сорной примеси, исключается камнеотделительная машина и при этом на первой ступени происходит увлажнение зерна.

Важным является тот момент, что в результате контакта зерна с водой происходит механический «захват» воды и дальнейший контакт с водой не приводит к дополнительному увлажнению зерна (ядра). Для равномерного увлажнения ядра и проникновению влаги вглубь необходима отлежка зерна. Кратковременный контакт зерна с водой приводит к меньшему растворению пигментов и проникновению вглубь ядра, что сохраняет цвет крупы. Общая длительность отволаживания достигает в нашем случае до 3 ч, что обеспечивает достижение заданной влажности ядра.

Улучшение технологических свойств зерна происходит под воздействием дальнейшей операции пропаривание и сушки, которые изменяют структурно-механические и физико-химические свойства зерна.

За счет клейстеризации крахмала и денатурации белков происходит соединение крахмальных набухших зерен, что «закрывает и склеивает» трещины в ядре.

На изменение цвета крупы оказывает также влияние режимы пропаривания, что связано с образованием продуктов, способных реагировать между собой - редуцирующих сахаров и продуктов их расщепления и аминных групп (белки и аминокислоты), обуславливающие протекание сахароаминных реакций. Эта реакция называется мелаидинообразования (реакция Майяра), следует также отметить, что реакция взаимодействия сахаров может протекать не только с аминокислотами, но и с аммиаком, пектидами и белками. На интенсивность реакции Майяра оказывает влияние жесткость режимов пропаривания и степень нагрева ядра, чем выше температура нагрева, тем больше изменение цвета ядра, что связано с тепловым гидролизом указанных веществ и их количественным увеличением. Указанное обстоятельство является ограничительным условием при выборе режимов пропаривания, использование которых не приводит к изменению цвета ядра.

Следующей, не менее важной операцией является сушка, которую на первой стадии можно проводить при высоких параметрах агента сушки (до 200°С), а на второй заключительной стадии температура агента не должна превышать 65...70°С. После сушки на выходе зерно охлаждают.

Ядро становится стекловидным и твердым. При этом значительно увеличивается механическая прочность ядра, а просушенные цветковые пленки становятся хрупкими и легко отделяются. В результате увеличиваются коэффициенты шелушения, уменьшается дробление ядра, возрастает производительность шелушильных машин при снижении удельных затрат энергии на процессы шелушения.

Применение указанных операций в процессе переработки ядра риса приводит к тому, что он практически не дробится, выход дробленой крупы при наихудших условиях не превышает 2,0%. Следует отметить, что указанные результаты достигаются независимо от трещиноватости исходного зерна.

Полученная крупа при использовании указанного способа, наряду с существенным увеличением выхода целой крупы (для базисного зерна выход крупы составляет 63...65%), меньше разваривается, каша получается более рассыпчатая и более ароматная.

Таким образом, общий выход крупы из зерна прошедшего гидротермическую обработку больше на 4-8 % чем из зерна не подвергавшегося такой обработке, а выход дробленого ядра уменьшается на 6-10%. Это актуально для всех пленчатых культур, и для риса, и для овса, и для ячменя.

Однако отдельно и особо хотелось бы отметить значительное повышение биологической ценности за счет проведения ГТО, позволяющей сохранить витамины и минеральные вещества присутствующие в верхних слоях ядра и которые теряются обычно в результате шелушения и шлифовки. При проведении процессов увлажнения и пропаривания зерна значительная часть витаминов, минеральных и ароматических веществ растворяется и мигрирует под избыточным давление вместе с паром с периферических цветочных оболочек вглубь ядра.

Такой метод позволяет существенно повысить потребительские достоинства и пищевую ценность рисовой, овсяной и ячневой крупы.  Влияние ГТО риса на содержание витаминов в крупе (мг/кг) см. табл.

 

Продукт В 1 В 2 Р Р Е
Рис сырец 3,55 0,66 55 15,25
Рис крупа 0,65 0,26 18,00 следы
Рис крупа из зерна прошедшего ГТО 2,5-3,2 0,35-0,41 40,0-42,1 8,2

При варке круп прошедших ГТО увеличивается коэффициент привара, лучше сохраняется форма крупинок, каша получается ароматней и рассыпчатая, значительно сокращается время варки. Очень важное значение для различных видов зерна является поддержание стабильных режимов пропаривания. Это обеспечивается за счет применения пропаривателей непрерывного действия.
    
Конструкция пропаривателя непрерывного действия отвечает вышеуказанным требованиям, который может использоваться, как для пропаривания любых видов зерна, в том числе и трудносыпучих материалов, так и крупы для ее плющения и производства зерновых хлопьев. Производительность предлагаемого пропаривателя непрерывного действия составляет (1,0...6,0) т/ч, который оснащен утилизатором отработавшей теплоты на технологические цели и устройством стабильного поддержания давления пара в рабочей зоне в пределах (0,03...0,25) МПа. Работа пропаривателя непрерывного действия полностью автоматизирована, он прошел производственные испытания, сертифицирован и рекомендован для использования в промышленности.

Для управления работой пропаривателя используются контроллеры и регуляторы частоты фирмы «Мицубисси». Все комплектующие и исполнительные механизмы ведущих Европейских фирм. Данные пропариватели работают на крупозаводах Трикратского КХП,     Хмельницкого КХП, Балтского ХПП, Бобровского КХП (Воронежская обл.) и мн. других.

В настоящее время ведется монтаж двух усовершенствованных пропаривателей непрерывного действия на ОАО «Геркулес», г. Кострома.