У пленчатого ячменя цветковая пленка плотно срослась с ядром, у голозерного цветковые пленки не срастаются с ядром, поэтому они легко отделяются при шелушении зерна.
По своему строению зерно ячменя состоит из эндосперма, алейронового слоя, плодовых и семенных оболочек, цветковых пленок и зародыша. В зерне содержится 03...69 % эндосперма, который по консистенции бывает стекловидным, полустекловидным и мучнистым. Для производства ячневой крупы используют чаще стекловидный ячмень, который позволяет получить больший выход крупы и лучшего качества, а для выработки перловой крупы — полустекловидный или мучнистый ячмень. Алейроновый слой зерна ячменя отличается от других злаков тем, что состоит не из одного, а из трех-четырех рядов толстостенных клеток и составляет 12..14% массы зерна, поэтому он очень прочный.
Плодовые оболочки составляют 3,5...4,0 % массы зерна, а семенные — 2,0...2,5%. Последние содержат красящие пигменты светло-желтого или сине-зеленого цвета. Для производства крупы используют ячмень со светло-желтой окраской семенных оболочек. Зерно ячменя с сине-зеленой окраской семенных оболочек можно применять для выработки крупы только при усиленном шлифовании ядра, что требует значительных энергозатрат и снижает выход крупы в результате увеличения выхода мучки. Цветковые пленки состоят из крупных одревесневших клеток, по цвету они бывают желтыми, серо-зелеными, оранжевыми, их содержание в крупяном зерне ячменя колеблется в пределах 10...12%. По пленчатости ячмень разделяют на три группы: низкопленчатый до 10% пленок, среднепленчатый 10...12 % пленок, высокопленчатый свыше 12 % пленок. При переработке в крупу лучшим считают низкопленчатый ячмень. Зародыша в ячмене 2,5...3,0 %.
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]
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. [4]
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.