МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМК 042-14.1.03.1.20.10
УМКД
2012
Учебно-методические материаРедакция № 1
лы по дисциплине «Обработка от
и хранение продукции растени- _________________
еводства»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«ОБРАБОТКА И ХРАНЕНИЕ ПРОДУКЦИИ РАСТЕНЕИВОДСТВА»
для специальности 5В072800
«Технология перерабатывающих производств»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей
2012
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 2 из 198
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО
Составители ст. преподаватель, к.т.н., кафедры «Технология мясных, молочных и пищевых продуктов» «___»_________2012 г. Ф.Х. Смольникова
____________
2. ОБСУЖДЕНО
2.1. На заседании кафедры «Технология мясных, молочных и пищевых продуктов»
Протокол от «___»_________2012 года, № __.
Заведующий кафедрой _______________________ Асенова Б.К
2.2. На заседании учебно-методического бюро инженерно-технологического
факультета
Протокол от «____» __________ 2012 года, № __.
Председатель УМБ ИТФ________________________ С.С.Толеубекова
2.3.На заседании Ученого совета инженерно-технологического факультета,
протокол от «____» __________2012 г, № _____.
Председатель Ученого совета
инженерно–технологического факультета__________________ А.Л.Касенов
3. УТВЕРЖДЕНО
Учебно-методического советом СГУ имени Шакарима
Протокол от «____» __________ 2012 года, № __.
Председатель УМС, первый проректор ______________ Рскелдиев Б.А.
4. ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Содержание
1
2
3
Лекции
СРСП
Практические работы
Страница 3 из 198
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 4 из 198
ЛЕКЦИЯ № 1
СТРОЕНИЕ ЗЕРНА
Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают
важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно необходимо
для успешного развития животноводства и птицеводства, что связано с увеличением
производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем
для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.
Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства.
Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна, и прежде всего на расширение производства твердых и сильных пшениц, а также
важнейших крупяных и фуражных культур.
Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, совершенствовать структуру посевных площадей. Большое значение придается также эффективному использованию удобрений, расширению посевов на мелиорированных землях и в зонах достаточного увлажнения.
Возделываемые зерновые культуры относят к трем ботаническим семействам - злаковых, гречишных и бобовых.
Семейство злаковых
Основные хлебные культуры - пшеницу, рожь, овес, кукурузу, рис, просо, сорго относят к
семейству злаковых (Graminial), классу однодольных растений.
Различают две формы злаковых - - яровые и озимые. Яровые растения высевают весной, за летние месяцы они проходят полный цикл развития и осенью дают урожай. Озимые
растения сеют осенью, до наступления зимы они прорастают, а весной продолжают свой
жизненный цикл и созревают несколько раньше, чем яровые. Озимую и яровую формы имеют пшеница, рожь, ячмень и тритикале. Все остальные злаки бывают только яровыми. Озимые сорта, как правило, дают более высокий урожай, однако их можно выращивать в районах с высоким снежным покровом и достаточно мягкими зимами.
К биологическим признакам, характеризующим злаковые культуры, относят строение
корня, стебля, листьев, цветков и др.
Корень злаков - мочковатый, хорошо развитый (длина корешков достигает 3 м и более, а кукурузы и сорго - 8 - 10 м), но у пшеницы, ржи, ячменя и овса основная часть корневой системы расположена на глубине до 20 - 30 см, поэтому эти злаки особенно чувствительны к засухе. Корневая система остальных злаковых культур уходит в землю глубже, поэтому они более засухоустойчивы.
Стебель злаков - соломинка, состоящая из трех - пяти междоузлий, соединенных
стеблевыми узлами. У ячменя, ржи, овса и мягкой пшеницы соломина внутри пустая, что
при неблагоприятных погодных условиях приводит к полеганию растений и большим потерям урожая, особенно у высокорослых растений. Поэтому при выведении новых сортов злаков стремятся к получению средне- и короткостебельных растений. Стебель твердой пшеницы и остальных злаков заполнен паренхимной тканью.
Листья злаков ланцетовидные, с параллельным жилкованием. У основания они свернуты в трубочки, прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие часть стебля. Листья
являются основными фотосинтезирующими органами; поэтому их число, размеры и состояние оказывают существенное влияние на урожайность.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 5 из 198
Цветок злаков (за исключением кукурузы) называется колоском, который состоит из
стержня, завязи с двумя перистыми пестиками и тремя тычинками. Снаружи завязь прикрывают колосковые чешуи (пленки), выполняющие роль околоцветника. В зависимости от длины тычиночных нитей и строения пестика цветки могут быть самоопыляющимися и перекрестноопыляемыми (рожь, кукуруза).
Урожайность перекрестноопыляемых злаков менее устойчива и зависит от погоды в
период цветения. Колоски большинства злаков одноцветковые, а у овса в одном колоске
иногда могут быть собраны две-три завязи. Зерна, развивающиеся в многоцветковых колосках, более мелкие и неоднородные по крупности. Они снижают товарные качества, затрудняют переработку зерна.
Цветки злаков собраны в соцветия. У колосковых злаков (пшеницы, ржи, ячменя) соцветием является сложный колос. У пшеницы и ржи на каждом уступе стержня сложного
колоса развивается по одному зерну, а всего их в колосе содержится от 30 до 60. У разных
сортов ячменя на каждом уступе стержня может развиваться как по одному зерну (двурядный), так и по два-три (многорядный). Многорядный ячмень дает неоднородное по крупности зерно.
Метельчатые злаки - овес, просо, рис, сорго имеют соцветия в виде метелки, у которой колоски располагаются на удлиненных ветвящихся цветоносах. Количество зерен в метелке бывает от 50 - 60 (овес) до нескольких сотен (чумиза). Обычно верхушечные колоски
зацветают несколько позже, чем нижние, поэтому в зерновой массе метельчатых злаков часто встречаются недозревшие зерновки.
Особое место среди злаков занимает кукуруза - однодомное раздельнополое растение,
женские цветки которого собраны в початки, расположенные в пазухах листьев по 3 - 5 на
одном стебле, а мужские - в метелки, растущие по одной на верхушке стебля. Початок состоит из стержня, на котором вертикальными рядами располагаются от 300 до 1000 зерновок.
Снаружи початок покрыт видоизмененными листьями-обертками. Зерна составляют около
60 % массы початка.
Плод злаков - зерновка - развивается из оплодотворенной завязи цветка. При обмолоте пшеницы, ржи и тритикале зерновки легко отделяются от цветковых пленок. Не имеет их
кукуруза. Эти злаки называются голозерными. У остальных злаков цветковые пленки плотно
облегают зерновку и при обмолоте не отделяются. Эти культуры называют пленчатыми (ячмень, овес, рис, просо, сорго).. Чем больше масса цветковых пленок на поверхности зерновки
- ядра и чем труднее они удаляются, тем соответственно меньше выход крупы или муки при
переработке такого зерна.
По внешнему виду (морфологическим признакам) зерновки злаковых культур подразделяют на настоящие ( пшеница, рожь, ячмень, овес) и просовидные (остальные культуры).
На рис. 1 показан внешний вид зерновки пшеницы и риса. Форма зерновки (рис.1а)
продолговатая или продолговато-овальная, со стороны спинки четко различим зародыш, который выглядит небольшой овальной вмятинкой. С противоположного конца зерна видна
бородка (хохолок), образованная выростами клеток наружного слоя оболочек. Длина волосков и густота бородки являются родовым и видовым признаками настоящих злаков. Со стороны брюшка вдоль всей зерновки проходит бороздка (желобок), углубляющаяся внутрь
зерновки на 1/2-1/3 ее толщины и иногда образующая там петлю, осложняя отделение оболочек при выработке сортовой муки.
Просовидные злаки (рис. 1б) могут иметь форму продолговатую (рис), округлую
(просо, сорго) или клиновидно-овальную (кукуруза). Характерной особенностью этих злаков
является отсутствие у зерновок бороздки и бородки.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 6 из 198
Зерновка любого злака состоит из трех основных частей зародыша, эндосперма и оболочек. На рис. 2 показано строение зерновки пшеницы.
Зародыш, состоит из корешка, стебелька и почечки, дающих жизнь новому растению.
Зародыш плотно прилегает к эндосперму, от которого отделен видоизмененной семядолей щитком. Через щиток, богатый ферментами, питательные вещества при прорастании из эндосперма поступают в зародыш.
Эндосперм - основная часть зерновки. Представляет собой мучнистое ядро, в котором сосредоточены запасные питательные вещества. В центре эндосперма клетки крупные,
тонкостенные, часто неправильной формы. При удалении от центра размер клеток постепенно уменьшается, форма их становится близкой к прямоугольной призме. Внутри клеток белки образуют как бы сплошную матрицу, в которую вкраплены крахмальные гранулы разных
размеров. В центральной части эндосперма наряду с мелкими и средними находится много
крупных гранул крахмала. По мере удаления от центра к оболочкам количество и размеры
крахмальных гранул уменьшаются, а доля белка увеличивается.
Краевой слой эндосперма - алейроновый, прилегающий к оболочкам, по виду резко
отличается как от внутренней его части, так и от оболочек. Он образован толстостенными
клетками и правильной, почти кубической формы. Алейроновый слой пшеницы, ржи, овса
состоит из одного ряда клеток, ячменя - из трех - пяти рядов. Эта особенность строения зерновки ячменя может быть использована для обнаружения под микроскопом примеси ячменной муки к пшеничной или ржаной. Клетки алейронового слоя заполнены мелкими тельцами
(у некоторых видов и сортов пшеницы в виде кристалликов) с вкрапленными между ними
мельчайшими капельками жира.
Оболочки защищают семя от воздействия внешней среды. Голозерные злаки имеют
две оболочки. Снаружи зерновка покрыта плодовой оболочкой (перикарпием), которая образуется из стенок завязи и состоит из трех слоев крупных толстостенных одревесневших клеток, пустых внутри. Расположение слоев клеток в перикарпии напоминает - кирпичную
кладку, что придает оболочке большую прочность.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 7 из 198
Семенная оболочка образуется из стенок семяпочки и также состоит из трех слоев
клеток, но мелких и неправильной формы. В среднем - пигментном слое семенной оболочки
содержатся красящие вещества, придающие окраску зерновке.
При современной технологии переработки зерна оболочки м алейроновый слой стремятся удалить. При этом толщина оболочек и алейронового слоя, образующих отруби, оказывает влияние на качество вырабатываемого продукта. Очень тонкие оболочки легко измельчаются и переходят в муку, а чрезмерно толстые затрудняют отделение эндосперма,
уменьшая выход муки. У пшеницы толщина плодовой и семенной оболочек колеблется от
0,03 до 0,97 мм, а алейронового слоя - от 0,03 до 0,06 мм. Интересно отметить, что алейроновый слой пшеницы, состоящий всего из одного ряда клеток, по толщине приближается к
оболочкам. Как правило, мелкое зерно имеет более толстые оболочки.
Соотношение анатомических частей зерновки злаков имеет важное технологическое
значение. Чем больше оболочек, тем меньше питательных веществ содержит зерно и меньше
соответственно выход продуктов при переработке. У голозерных злаков содержание колеблется (в %) : эндосперма - от 70 до 85, алейронового слоя - от 4 до 12, плодовой и семенной
оболочки - от 5 до 9, зародыша - 1,5 - 7 (у кукурузы до 15) массы зерновки.
Цветковая оболочка пленчатых культур составляет (в %): у ячменя - 9 - 13, проса - 16
- 18, риса - 18 - 22, овса - 25 - 30 массы зерновки.
Семейство гречишных
Семейство гречишных (класс двудольных растений) в зерновом хозяйстве представлено единственной культурой - гречихой (Fagorpyrum Mill). Это яровое однолетнее растение,
имеющее стержневой корень, травянистый ветвистый стебель, стреловидные листья. Цветки
правильные, с пятилепестковым венчиком от бледно-розовой до красной окраски. Цветки
собраны в соцветия - кисти. Гречиха является перекрестноопыляемым растением, хорошим
медоносом. Однако цветки раскрываются лишь на один день и не одновременно на всей кисти, поэтому урожай сильно колеблется в зависимости от погодных условий в период цветения и количества насекомых-опылителей на полях. Созревание плодов также происходит не
одновременно.
Плод гречихи - орешек, как и у злаков, состоит из трех частей - зародыша, эндосперма и оболочек. Зародыш очень крупный в виде ленты, похожей на латинскую букву S, пронизывает весь эндосперм, частично проходя у поверхности ядра. Эндосперм рыхлый, мучнистый, легко дробящийся при переработке. Ядро (эндосперм с зародышем) покрыто тонкой
нежной семенной оболочкой розового или кремового цвета, у недозрелых ядер она может
быть зеленоватой.
Снаружи орешек покрыт жесткой кожистой плодовой оболочкой, срастающейся с ядром лишь в одной точке - месте прикрепления к растению. Окраска плодовой оболочки от
серебристосерой до темно-коричневой и зависит как от сорта, так и от степени зрелости плода.
Соотношение частей плода гречихи (в % ): эндосперма - 55 - 65, алейронового слоя - 4
- 5, зародыша - 10 - 15, семенной оболочки - 1,5 - 2,0, плодовой оболочки (пленчатость) - 17 25.
Бобовые культуры
Бобовые культуры принадлежат к семейству мотыльковых (Leguminosae), классу двудольных растений. В нашей стране пищевое использование имеют однолетние травянистые
растения - горох, фасоль, соя, чечевица, чина, нут, бобы, вигна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 8 из 198
Корни бобовых культур стержневые, хорошо развитые, с характерной особенностью:
на них поселяются два вида бактерий - азотобактер и клубеньковые, фиксирующие азот из
воздуха и обогащающие почву азотистыми веществами. Стебель травянистый, вьющийся
или прямостоящий, но легко полегающий, что затрудняет механизацию выращивания и
уборки. Цветки с несимметричным, напоминающим летящего мотылька, околоцветником,
яркой окраски - от белой до темно-фиолетовой. Они собраны в соцветия - кисти. Цветение и
созревание довольно сильно растянуты во времени, что снижает урожайность и делает зерно
неоднородным по крупности и степени созревания.
Плод - боб различной формы, состоящий из двух створок - мощно развитых плодовых
оболочек, между которыми находятся до десяти семян округлой почковидной, иногда
сплюснутой формы. Семя бобовых является сильно разросшимся зародышем, состоящим из
двух первых видоизмененных листиков-семядолей, в которых находится запас питательных
веществ для будущего растения, и ростка - зародышевого корешка, стебелька и почерки.
Окраска семядолей является видовым и сортовым признаками семян бобовых культур и может быть белой, зеленой, желтой разных оттенков и др. Снаружи семя покрыто плотной кожурой - семенной оболочкой. Место, которым семя прикреплялось к створке боба, имеет
утолщение на оболочке - рубчик. Оболочка бобовых может быть полупрозрачной, и тогда
цвет семени зависит от окраски семядолей (горох, чина, нут), непрозрачной - белой, однотонно или пестро окрашенной. Как правило, темноокрашенные семена (за исключением фасоли) имеют кормовое назначение.
Соотношение частей семени (в %): семядоли - 87 - 93, росток - 1 - 2,5, семенная оболочка - 6 - 11.
Зерновая масса и показатели ее качества
Зерновая масса, образующаяся при уборке урожая, неоднородна. Кроме полноценного
зерна, в ее составе находится определенное количество неполноценных и испорченных зерен
основной культуры, семян других культурных и дикорастущих растений, минеральная и органическая примеси, микроорганизмы, а иногда и амбарные вредители. В то же время при
любых операциях с зерном (заготовках, переработке, хранении) необходимо знать качество
данного зерна, чтобы обеспечить объективный расчет с поставщиками и оптимальное использование. На хлебоприемные пункты зерно поступает партиями.
Партия - любое количество однородного по качеству зерна (зерновой массы), удостоверенного одним документом и предназначенного к одновременной приемке, сдаче, отгрузке
или хранящегося в одной емкости. Размер партии может быть различным - от одного или нескольких мешков до эшелона, однако однородность партии по органолептическим признакам
зерна основной культуры (форме, окраске) обязательна.
При оценке определяют ряд показателей, характеризующих партию зерна в целом, органолептические свойства, влажность, содержание примесей, натуру, отсутствие или
наличие амбарных вредителей. Кроме того, обязательно исследуют качество зерна основной
культуры: крупность и выравненность, у пленчатых культур - пленчатость, стекловидность и
другие свойства зерна, учитываемые при переработке.
Органолептическая оценка имеет важное значение, поскольку окончательное суждение о достоинстве продукта питания можно иметь только при потреблении его в пищу.
Нормальное зерно любой культуры имеет характерные для нее естественную окраску, блеск,
запах и вкус. Эти показатели легко изменяются при неблагоприятных условиях созревания,
уборки, перевозки, нарушении режимов сушки и хранения.
Цвет и характерный блеск, придаваемый хорошо созревшему зерну восковым налетом
на поверхности, легко теряются, если влажное зерно долго не сушат, оно начинает самосо-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 9 из 198
греваться и на его поверхности развиваются микроорганизмы. Зеленоватые оттенки имеет
недозревшее и морозобойное зерно.
Запах и вкус здорового зерна специфический у каждой культуры и слабо выраженный, почти пресный. Однако зерно является хорошим сорбентом и легко поглощает любые
посторонние запахи. В процессе уборки в зерновую массу могут попасть семена или вегетативные части пахучих сорняков - полыни, дикого чеснока, донника и др. Особенно неприятными являются запахи полыни и головни, которые не удаляются при всех видах переработки. Солодовый привкус и запах имеет зерно самосогреваюшееся; если при этом на нем развивались плесени, то появляется плесневый запах. Глубоко зашедшие процессы плесневения
приводят к образованию затхлого и гнилостного запаха. Нарушение режимов сундуки вызывает образование подгоревшего или дымного запаха.
Развитие в хранящемся зерне амбарных вредителей, особенно клещей, влияет на вкус
и запах зерна. При небольшом их количестве зерновая масса приобретает приятный медовый
запах, дальнейшее размножение и жизнедеятельность клещей приводят к образованию запах
тухлых яиц (сероводорода).
При чрезмерно длительном хранении зерна постепенно могут появляться привкусы и
запахи, свойственные прогоркающему жиру.
Зерно, имеющее посторонние привкусы и запахи, не удаляющиеся при проветривании, переработке и пищевому использованию не подлежит.
Влажность зерновой массы является одним из главных факторов, определяющих его
сохранность. В счетом зерне влага находится в связанном состоянии, имеет низкую активность и не может участвовать в биологических и физико-химических процессах.
Повышение влажности приводит к появлению определенного количества свободной
воды, характеризующейся невысокой энергией ее связи с тканями зерна. Она может принимать активное участие в протекающих в зерне физико-химических ферментативных процессах.
Стандарты предусматривают четыре состояния по влажности (в %): сухое - 13 - 14,
средне - сухое - 14,1 - 15,5; влажное - 15,6 - 17 и сырое - свыше 17. На длительное хранение
пригодно только сухое зерно.
Засоренность зерна отрицательно влияет на качество продуктов переработки. Однако степень снижения их качества для разных фракций примесей различна, поэтому их принято подразделять на две группы - зерновую и сорную. К зерновой примеси относят такие компоненты зерновой массы, которые позволяют получить из них некоторое количество продуктов, хотя при меньшем выходе и более низкого качества. К сорной примеси относят включения, оказывающие резко отрицательное влияние на качество продуктов переработки основной культуры.
Зерновая примесь включает неполноценное зерно основной культуры: сильно недоразвитое -щуплое, морозобойное, проросшее, битое (вдоль и поперек, если осталось более
половины зерна), поврежденное вредителями (с незатронутым эндоспермом), потемневшее
при самосогревании или сушке; у пшеницы сюда же относят зерна, поврежденные клопомчерепашкой. У пленчатых культур к зерновой примеси относят обрушенные (освобожденные
от цветковой пленки) зерна, так как они сильно дробятся при переработке основного зерна.
Зерна других культурных растений при оценке могут попадать как в зерновую примесь, так и в сорную. Руководствуются при этом двумя критериями. Во-первых, размерами
зерен примеси. Если примесь резко отличается от основной культуры по крупности и форме,
то она будет удалена при очистке зерна, поэтому такую культуру относят к сорной примеси.
Например, просо или горох в пшенице. Во-вторых, возможностью использования примеси
по назначению основной культуры. Если примесь дает продукт, хотя и несколько худший по
качеству, чем основная культура, то ее следует отнести к фракции зерновых примесей. Если
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 10 из 198
же она резко снижает качество продукта переработки, то ее относят к сорной примеси.
Например, содержащиеся в зерновой массе пшеницы рожь и ячмень будут отнесены к зерновой примеси, все остальные культуры - к сорной; у проса - зерна всех культурных растений
будут отнесены к сорной примеси.
Особо следует обратить внимание на оценку ржи. Присутствие во ржи зерен пшеницы
и ячменя не ухудшает качество ржаной муки, поэтому эти культуры будут отнесены к основному зерну. Сорную примесь подразделяют на несколько фракций, различных по составу.
Минеральная примесь - пыль, песок, галька, кусочки шлака и т. п. крайне нежелательны, так
как они придают хруст муке, делая ее непригодной к потреблению; органическая примесь кусочки стеблей, листьев, колосовые чешуи и т. п.; испорченное зерно основной культуры и
других культурных растений с полностью выеденным вредителями или потемневшим эндоспермом; семена культурных растений, не вошедшие в состав зерновой примеси; семена
сорных трав, выросших на полях с культурными растениями.
При оценке зерна семена сорных трав подразделяют на несколько групп: легко отделимые. трудно отделимые, с неприятным запахом и ядовитые. Легко отделяются от большинства культур семена василька полевого, костра ржаного, пырея, гречишки развесистой и
вьюнковой и др.; трудно отделяются (близкие по размеру и форме к определенным культурным растениям) семена овсюга полевого от овса, пшеницы и ржи, дикой редьки и татарской
гречихи от гречихи и пшеницы, щетинника сизого от проса, дикого проса и курмака от риса;
к сорнякам с неприятным запахом относят полынь, донник, дикие лук и чеснок, кориандр и
др.
Ядовитые семена сорняков особенно нежелательны в -жерновой массе. К этой группе
относятся куколь, распространенный почти по всей территории страны. В его семенах содержится - ликозид агроспермин, обладающий - горьким вкусом и наркотическим действием.
Горчак (софора лисохвостная) имеет не только ядовитые и горькие семена, ядовито все растение. Ядовитыми являются семена вязеля, дурмана, триходесмы седой, гелиотропа опущенного, плевела опьяняющего и некоторых других сорных растений. Все ядовитые сорняки выделяют в особую группу сорной примеси - вредную. К ней относят также ядовитые грибковые заболевания культурных растений - головню и спорынью, а также животного паразита
угрицу. Г о л о в н я поражает большинство злаков. В зерновой массе она встречается в виде
«мешочков» обычно несколько больших размеров и более округлых, чем нормальные зерна
пшеницы. Содержимое головневых мешочков - споры гриба - черная масса с неприятным
селедочным запахом, а их оболочка - плодовые и семенные оболочки зерна. Эндосперма и
зародыша в этих зернах нет, так как они полностью поглощены грибом. Содержание в зерне
головни строго ограничивается, если она обнаружена, то зерно хранится и перерабатывается
отдельно.
Спорынья чаще всего поражает рожь, значительно реже другие злаки. В зерновой
массе спорынья встречается в виде склероций (грибницы) -- рожков черно-фиолетового цвета, длиной 5 - 20 мм. Токсичность спорыньи обусловлена содержанием лизергиновой кислоты и ее производных - эргозина, эрготамина и других, обладающих сильным сосудосуживающим действием. Это свойство спорыньи используют в медицине для получения препаратов, останавливающих кровотечение.
Угрица - животный паразит, относящийся к классу червей, группе нематод. В зерновой массе встречается в виде галл, имеющих неправильную форму, короче и шире зерна, бороздки нет, оболочка толстая, поверхность бугорчатая, цвет коричневый. Галла в 4 - 5 раз
легче зерна пшеницы. Внутри галлы находятся до 15 тыс. личинок угрицы, способных сохранять жизнеспособность до 10 лет. Значительная примесь галл ухудшает хлебопекарные
качества зерна, придает хлебу неприятные вкус и запах.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 11 из 198
Натура - масса единицы объема зерна. В нашей стране единицей объема зерна является литр. Натура зависит от формы, крупности и плотности зерна, состояния его поверхности, выравненности и степени налива зерновок, их влажности и содержания примесей. Зерно
округлое укладывается в мерку плотнее, чем удлиненное. У крупного, хорошо налившегося
зерна натура бывает более высокой, чем у мелкого; зерно, имеющее большую плотность,
имеет и более высокую натуру. При гладкой поверхности в мерку укладывается больше зерен, чем при шероховатой. При повышении влажности зерна натура, как правило, снижается.
Примеси, содержащиеся в зерновой массе, искажают ее натуру. Тяжелые (минеральные)
примеси и мелкие семена сорняков увеличивают, а легкие (цветковые пленки и др.) уменьшают ее. Температура, при которой измеряется натура, также оказывает определенное влияние на натуру - у холодного зерна она несколько выше, чем у теплого. Зерно с большей
натурой, как правило, хорошо развито, выполнено, содержит больше эндосперма и меньше
оболочек, поэтому дает больший выход муки и крупы.
У разных культур показатель натуры имеет разное значение. Так, он колеблется в
среднем ( в г/л): у пшеницы - от 740 до 790, ржи - от 670 до 715, ячменя - от 540 до 610, овса
- от 460 до 510.
Зараженность зерна амбарными вредителями наблюдается при неблагоприятных
условиях хранения, в неподготовленных и необеззараженных хранилищах. В зерновой насыпи развиваются насекомые и клеши. Они не только поедают зерно, но и сильно загрязняют
его своими трупами, линочными шкурками и экскрементами, снижают пищевые достоинства, способствуют повышению влажности, что может вызвать самосогревание, развитие
микроорганизмов. Амбарные вредители охотно питаются не только зерном, но и продуктами
его переработки - мукой, крупой, пищевыми концентратами, сухарями, некоторые из них могут питаться макаронными изделиями, сушеными овощами, фруктами и др. Беспозвоночных
амбарных вредителей относят к классу насекомых (жуки и бабочки) и паукообразных (клещи).
Показатели, характеризующие количество зерна
основной культуры
Длина
Пшеница
Рожь
Кукуруза
Ячмень .
Овес .
Рис
Просо
4,2- -8,6
5,0 - 10,0
5,5 - 13,5
7,0 - 14,б
8,0 - 16,6
5,0 - 12,0
1,8- - 3,2
Ширина
Толщина
1,6 -4,0
1,4 - 3,6
5,0 - 11,5
2,0-5,0
1,4 - 4,0
2,5 - 4,3
1,2 - 3,0
1,5- -3,8
1,2 - 3,5
2,5 - 8,0
1,4 - 4,5
1,2 - 3,6
1,2 - 2,8
1,0 - 2,2
На практике о крупности судят по результатам просеивания навески зерна на ситах с
установленными стандартами размерами продолговатых отверстий. Обычно длина отверстий
делается значительно больше длины зерна и сортировка при просеивании проводится по ширине (толщине). Установлено, что у пшеницы, например, между толщиной зерна и содержанием в нем эндосперма существует высокая корреляционная зависимость (V =0,99+0,61). Для
других культур с толщиной также связано более высокое содержание эндосперма.
Выравненность (однородность) зерна по крупности связана с его технологическими
свойствами. Выравненное зерно крупное или средней крупности легче перерабатывать (особенно в крупу), при этом получается более высокий выход и лучшее качество продукции.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 12 из 198
Выравненность определяют одновременно с крупностью просеиванием на ситах и выражают
в процентах по наибольшему остатку на одном или на двух смежных ситах. Одновременно
определяют содержание мелких зерен, снижающих выход крупы и муки. Их доля в зерновой
массе большинства культур не должна превышать 5%. При переработке мелкие зерна отделяют и используют на корм скоту.
Масса 1000 зерен, рассчитанная на сухое вещество, характеризует крупность зерна. У
разных культур масса 1000 зерен колеблется в широких пределах.
Масса 1000 зерен, в г на сухое вещество:
Пределы
колебаний
Пшеница.....
Рожь .
Ячмень......
Гречиха .
Просо .
12--75
10 - 45
20 - 55
15 - 40
3-8
Крупное
Среднее
Более 35
Более 25
Более 40
Более 23
Более 6
25 - 35
20 - 25
30 - 40
20 - 23
4,5 - 6,0
Мелкое
Менее 25
Менее 20
Менее 30
Менее 20
Менее 4,5
Стекловидность зерна характеризует консистенцию, структуру эндосперма, взаиморасположение его тканей. Стекловидное зерно в поперечном разрезе напоминает поверхность скола стекла, отсюда и его название. При просвечивании оно кажется прозрачным.
Мучнистое зерно имеет рыхло-мучнистую структуру, в разрезе белый цвет и вид мела. В частично стекловидном (полустекловидном) зерне в поперечном срезе видны как стекловидные, так и мучнистые участки, просвечивает оно не полностью.
Структура эндосперма, его стекловидность или мучнистость, зависит от количества,
состава, свойств, размеров, формы и расположения крахмальных гранул; от количества,
свойств и распределения белковых веществ; характера и прочности связи между белками и
крахмалом. В стекловидном зерне питательные вещества уложены очень плотно, между ними не остается микропромежутков. В мучнистом эти промежутки есть, они рассеивают свет,
обусловливая непрозрачность, рыхлость эндосперма.
Белки, образующие в клетках эндосперма сплошную среду, в которую вкраплены
крахмальные гранулы, образуют с ними связь различной прочности. Часть белка очень прочно связана с крахмалом и при дроблении клеток от него не отделяется, образуя вокруг гранул
своеобразную белковую оболочку. Этот белок носит название прикрепленный. Остальной
белок как бы заполняет промежутки между крахмальными гранулами, при дроблении клеток
освобождается, его называют промежуточным белком. По данным Н. П. Козьминой, в стекловидном зерне прикрепленного белка содержится несколько больше, а промежуточного
меньше, поэтому такое зерно при дроблении раскалывается на более крупные частицы крупку и почти не дает муки.
Стекловидность обычно связана с характером обмена, веществ, при наливе и созревании зерна. Высокая температура, недостаток влаги, сжатый период налива и созревания зерна увеличивают стекловидность. Аналогично влияет избыток азота, а повышенное содержание фосфора уменьшает стекловидность. Стекловидное зерно пшеницы, ржи, ячменя обычно
содержит больше белка, чем мучнистое. У риса эта связь отсутствует.
Стандарты на зерно предусматривают определение стекловидности у пшеницы и риса. При
производстве крупы и муки из ячменя и кукурузы желательно иметь стекловидное зерно,
дающее продукты лучшего товарного вида. В пивоварении целесообразно использовать мучнистый ячмень, в котором несколько меньше белка, поэтому пиво более устойчиво к помут-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 13 из 198
нению. У ржи этот показатель не определяют; стекловидность у зерна ржи, как правило, бывает ниже, чем у зерна пшеницы. Однако известно, что стекловидное и полустекловидное
зерно ржи лает более высокий выход сортовой муки. При определении общей стекловидности к числу стекловидных зерен прибавляют половину полустекловидных и сумму выражают в процентах к общему количеству исследованных зерен.
Плотность зерна в целом и его анатомических частей имеет важное технологическое
значение. Как правило, хорошо налившееся зерно имеет более высокую плотность, чем недозревшее. Плотность зерна и его частей зависит от их химического состава. Наибольшую
плотность имеют крахмал и минеральные вещества, поэтому с увеличением их доли растет
плотность зерновки, и, наоборот, увеличение количества белка (1,34 - 1,37) и липидов (0,89 0,99) снижают плотность зерна. Существенные различия химического состава обусловливают большие колебания плотности зерна (г/см3): пшеницы - 1,33 - 1,53; ржи - 1,26 - 1,42; кукурузы - 1,23 - 1,27; ячменя - 1,23 - 1,28; овса - 1,11 - 1,15. Анатомические части зерновок
сильно различаются не только по химическому составу и структуре, но и по плотности. Так,
плотность целого зерна яровой мягкой пшеницы составляет в среднем 1,336, ее эндосперма 1,471, зародыша - 1,290, оболочек - 1,066. На этих различиях основана в настоящее время вся
технология переработки. зерна.
Пленчатость - содержание цветковых пленок у пленчатых злаков и плодовых оболочек у гречихи, выраженное в процентах к массе зерна. Пленчатость сильно колеблется в зависимости от культуры, ее сорта, района и года выращивания. Крупное зерно, как правило,
имеет меньше пленок и дает больший выход продуктов. Пленчатость колеблется (в %): у овса - 18 - 46, ячменя - 7,5 - 15, риса - 16 - 24, проса - 12 - 25, гречихи - 18 - 28.
Дефектные партии зерна иногда поступают в заготовительную сеть и могут попасть
в переработку. Если на почве наблюдаются ранние заморозки и зерно в это время находилось
в молочной или начале восковой фазы спелости, то в нем нарушается синтез высокомолекулярных соединений и изменяются технологические свойства. Клейковина морозобойного
зерна пшеницы отмывается в небольшом количестве, становится темной, малоэластичной,
крошащейся. Хлеб получается неэластичным, с липким заминающимся мякишем, с малой
пористостью, солодовым или травянистым вкусом. Проросшее на корню или в валках зерно
образуется при дождливой погоде во время уборки; чаще прорастает рожь. В нем повышена
активность ферментов, особенно амилаз. Хлеб получается малого объема с неэластичным,
глинистой консистенции, плохо разрыхленным мякишем, со сладковатым, солодовым привкусом.
Зерно, поврежденное клопом-черепашкой, полевым вредителем, нападающим чаще всего на
озимую пшеницу, но питающимся и другими злаками. На месте прокола остается темная
точка, окруженная резко очерченным пятном сморщившейся беловатой оболочки, эндосперм
в месте укуса при надавливании крошится. Клоп-черепашка оставляет в зерне очень активные протеолитические ферменты. Сильная пшеница при содержании 3 - 4 % поврежденных
зерен переходит в группу слабой. Клейковина из зерна, поврежденного клопом-черепашкой,
под действием этих ферментов быстро разжижается. Выпеченный хлеб получается малых
объема и пористости, плотным, с поверхностью, покрытой мелкими трещинами, невкусным.
Микотоксикозы - поражение различными грибными заболеваниями при выращивании, уборке, нарушении режимов хранения зерна. Уже упоминавшиеся ранее спорынья и головня являются примерами таких заболеваний.
Грибы рода фузариум повреждают зерно всех культур, чаще настоящих злаков. Заражение происходит в поле, но развитие грибов в хранилище прекращается только при снижении влажности зерна до 14 %. В зерне, перезимовавшем в поле, часто накапливается много
токсинов этого гриба. Грибы этого рода продуцируют ряд токсинов, в том числе трихотецены и зеараленон, вызывающие тяжелые отравления человека и животных. У человека по-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 14 из 198
требление хлеба, полученного из муки, содержащей мицелий фузариума, вызывает отравление; похожее на опьянение: появляются дурнота, головокружение, рвота, сонливость и т. д.
При этом ослабляется функция костного мозга, поэтому резко падает доля лейкоцитов в крови. Затем развивается никротическая ангина. Зерно, пораженное фузариумом, хранят отдельно от продовольственного и фуражного и используют для технических целей.
Микотоксины образуют и другие плесневые грибы, которые могут развиваться на поверхности зерна и продуктов его переработки при неблагоприятных условиях хранения.
Афлатоксины, поражающие печень и обладающие выраженным канцерогенным действием, продуцируются грибами рода аспергиллов (Asp.flavus и Asp. parasiticus). Охратоксины вырабатывают грибы рода пенициллов. Охратоксины также поражают печень и обладают коканцерогенным действием. Многие другие плесневые грибы также могут продуцировать токсины. К настоящему времени выделено и изучено свыше 100 микотоксинов; они
устойчивы к применяемым при переработке зерна температурам, кислотам или восстановителям. Поэтому наиболее надежным способом предохранения от них пищевых продуктов
является исключение плесневения зерна.
Дефектным считается также зерно, поврежденное самосогреванием и нарушениями
режимов сушки.
Стандартизация и оценка качества зерна
Качество зерна - важный и обязательный объект государственного планирования и
контроля. В основе государственной системы управления качеством зерна лежит его стандартизация. Она позволяет систематизировать зерно по определенным качественным группам, создать крупные партии одного качества, выявить недоброкачественное зерно. Качество
зерна и продуктов. его переработки регулируется ГОСТами.
На пути движения от поля до потребителя оценка качества зерна проводится по нескольким стандартам. Государственные закупки проводятся по стандартам на зерно заготовляемое; хлебохранилища передают его на переработку по стандартам на зерно поставляемое
целевое (распределяемое, мукомольное, крупяное, пивоваренное и др.); при использовании
на посев оценка производится по стандарту на зерно семенное; при продаже другим странам
пользуются стандартом на зерно, направляемое на экспорт; оценка зерна производится по
стандарту на правила отбора проб и методы испытаний.
В стандартах на зерно заготовляемое для всех культур установлена классификация деление на типы, подтипы по ботаническим признакам, окраске, районам выращивания и т.
п. Кроме того, установлены базисные (расчетные) и ограничительные кондиции. Указано
также, что у данной культуры считают основным зерном, сорной и зерновой примесями.
Базисные кондиции - нормы качества, которым должно отвечать созревшее зерно.
Они установлены по основным показателям качества зерновой массы и для большинства
культур находятся в следующих пределах (в %): влажность - 14 - 15, зерновая и сорная примеси - 1 - 3, натура - в зависимости от культуры и района выращивания. Закупочные цены
устанавливаются на зерно базисных кондиций.
Ограничительные кондиции отражают предельно допустимые пониженные (по сравнению с базисными) требования, при которых зерно еще может быть принято с соответствующей корректировкой цены. При отклонении качества зерна в сторону ухудшения от базисных кондиций применяют натуральные и денежные скидки (рефакции), а в сторону улучшения - надбавки (бонификации); за зерно твердой пшеницы и лучших сортов других культур
установлены сортовые надбавки, размер которых колеблется от 10 до 100 % закупочной цены.
Стандарты на зерно распределяемое (отпускаемое) и целевые устанавливают нормы,
которым должно соответствовать качество зерна, передаваемого элеватором на переработку.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 15 из 198
Поскольку каждое зернохранилище перед закладкой на хранение обязано очистить зерно от
большей части содержащихся в нем примесей
и подсушить его до сухого состояния, то эти требования бывают более строгими, чем при
заготовках. Кроме того, в целевых стандартах предусмотрены дополнительные показатели,
учитывающие требования соответствующей отрасли переработки. Так, у крупяного зерна
нормируются содержание мелких зерен до 5 % и чистого ядра, которое должно быть не менее (в %): у гречихи - 71, проса - 74, овса - 63. Для ячменя, направляемого на пивоварение,
нормируются всхожесть и энергия прорастания и т. д.
Изменения качества зерна при хранении
Зерновые хлеба относятся к устойчивому в хранении при надлежащих условиях сырью. Основное количество зерна хранят на элеваторах - крупных полностью механизированных зернохранилищах. Емкости для хранения зерна представляют собой вертикально поставленные цилиндры-силосы из железобетона диаметром 6 - 10 м и высотой 15 - 30 м.
Верхняя часть оборудована отверстием для загрузки зерна, нижняя заканчивается конусом с
отверстием для его выгрузки. Внутри силосов на расстоянии 1 м друг от друга по высоте
смонтированы термопары для определения температуры хранящейся насыпи зерна. Провода
термопар выведены на единый пульт, и оператор, наблюдающий за сохранностью продукта,
в любой момент может узнать температуру зерновой массы практически в любой точке силоса. Кроме того, каждый силос оборудован установкой для проведения активного вентилирования - устройством для продувания воздуха через толщу хранящегося зерна.
Элеватор снабжен лабораторией, которой проводится оценка качества зерна; рабочей
башней, где сосредоточено зерноочистительное и сушильное оборудование, а также установкой для приема и отпуска зерна.
Поступающее на элеватор зерно после лабораторного анализа объединяют по массе в
крупные партии, соответствующие емкости силоса (от 300 т до 15 тыс. т). При этом не допускается смешивания зерна, относящегося к разным типам и подтипам, так как они обладают разными хлебопекарными свойствами. Нельзя смешивать зерно, имеющее разную влажность и засоренность. Отдельно от здорового хранят и обрабатывают зерно, зараженное амбарными вредителями, и дефектное - морозобойное, проросшее, головневое, полынное и др.
Очистка зерновой массы от посторонних примесей производится сразу после поступления его в зернохранилища. Семена сорняков, вегетативные органы растений имеют более
высокую влажность, запах пахучих сорняков частично адсорбируется зерном, и чем дольше
они будут находиться в соприкосновении, тем больше зерна может испортиться. Кроме того,
экономически нецелесообразно расходовать дополнительную энергию на сушку примесей и
занимать объемы хранилищ их хранением.
Однако полной очистки зерновой массы от примесей на элеваторах не производят, это
осуществляют перерабатывающие предприятия.
Сушка зерна - ответственная технологическая операция перед закладкой на хранение.
Оптимальные результаты дает сушка зерна теплым сухим воздухом. Однако более экономичной является сушка воздухом в смеси с топочными газами. В этом случае качество зерна
во многом будет зависеть от вида топлива. Не рекомендуется использовать дрова, придающие зерну запах дыма. Каменный уголь, особенно содержащий много серы, при сгорании
образует сернистый ангидрид, который частично может поглощаться зерном и ухудшать качество клейковины. Кроме того, в топочных газах, образующихся при сжигании каменного
угля, содержится повышенное количество полициклических ароматических углеводородов, в
частности бензпирена, обладающего канцерогенными свойствами. Оптимальными видами
топлива, не загрязняющими зерно бензпиреном, являются нефтепродукты и газ.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 16 из 198
Температура зерна при сушке не должна превышать 45 'С. Перегрев зерна приводит к
ухудшению качества клейковины вплоть до полной ее денатурации. Снижается также активность ферментов.
За один прием сушки из очень влажного зерна нельзя удалять более чем 3 - 3,5% влаги, поэтому зерно с влажностью более 17,5 - 18 % сушат в несколько приемов. Перерывы
между этапами сушки необходимы для перераспределения влаги из внутренних частей зерновки к поверхности, в противном случае поверхностные слои зерна растрескиваются, что
приводит к ухудшению сохраняемости, снижаются выход и качество готовой продукции.
После сушки влажность зерна не должна превышать 14 %.
Контрольные вопросы:
1. Состав зерна?
2. Физические показатели зерна?
3. Изменение качества зерна при хранении.
4. Дефектные партии зерна.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 2
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
Формирование пищевой ценности
зерна при выращивании
Накопление питательных веществ начинается с момента опыления завязи зерна и заканчивается при его обмолоте. Весь период созревания зерна условно подразделяют на три
фазы.
Первая фаза формирования пищевой ценности зерна характеризуется высокой
влажностью (85 - 65 %), преобладанием в зерновке растворимых соединений, поступающих
из основных фотосинтезирующих органов - листьев, где из неорганических соединений (углекислого газа, воды, минеральных солей) образуются сахара, аминокислоты, жирные кислоты, амиды и др. В этой фазе формируется длина зерновки, поэтому очень важно наличие в
почве достаточного количества влаги и растворимых минеральных солей. Поступающие в
зерно растворимые органические вещества под действием ферментов постепенно полимери-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 17 из 198
зуются с образованием крахмала, белков, жиров, однако содержимое зерновки в этой фазе
жидкое, похоже на «молочко», отсюда другое ее название - молочная стадия спелости.
Вторая фаза формирования пищевой ценности зерна - фаза налива. Завершает формирование размеров зерна - его ширины и толщины. В начале фазы в колос активно поступают
питательные вещества, к концу этот процесс замедляется. Активность ферментов к середине
этого периода достигает максимума, затем начинает постепенно снижаться, так же изменяется и скорость превращения растворимых веществ в нерастворимые; влажность снижается
примерно до 35 %. Оболочки теряют хлорофилл и приобретают желтоватую окраску. Эндосперм из жидкого постепенно становится вязким, плотным, воскоподобным, поэтому вторую
фазу часто называют восковой стадией спелости.
Третья фаза формирования пищевой ценности зерна - фаза созревания. Завершает
формирование урожая. К ее началу поступление питательных веществ в зерно замедляется, а
затем и прекращается. Однако синтез высокомолекулярных соединений
с затухающей скоростью продолжается и после уборки урожая. В этот период окончательно
формируется типичная окраска зерна, его влажность снижается до 15 - 18% и зависит от погодных условий, консистенция становится твердой. Объем зерна может несколько уменьшаться, что приводит к его осыпанию и потере части урожая при перестое. Установлено, что
наилучшее качество муки получается при скашивании растений в конце восковой стадии
спелости, когда нижняя часть стеблей еще зеленая, и при обмолоте валков через 4 - 6 дней
после скашивания. За эти дни часть питательных веществ из стеблей дополнительно переходит в зерно, благоприятно сказываясь на количестве и качестве урожая. Пищевая ценность
продуктов, вырабатываемых из зерна, не остается постоянной, а находится в зависимости от
исходного сырья.
Качество урожая определяется соотношением и совокупностью действия внутренних
и внешних факторов. К внутренним факторам относят природные особенности растений, их
биологическую сущность, наследственные признаки. Внешними факторами являются климатические условия, состав почвы и совокупность агротехнических мероприятий.
Селекция и ее теоретическая основа - генетика в настоящее время обеспечивают широкие возможности создания сортов интенсивного направления, урожайность которых в 2 - 3
раза превышает известные сорта. Например, озимые сорта пшеницы Аврора и Кавказ при
надлежащем уходе дают до 70 - 80 ц/га при средней урожайности пшеницы в мире 22,5 ц/га.
Американские ученые Нельсон и Мертц впервые указали на то, как можно управлять количеством и качеством белка в кукурузе, воздействуя на ее генный аппарат. Открытые ими мутации генов Опейк-2 и Флаури-2 позволили получить гибриды кукурузы, содержащие до 1,7
- 18 % белка, а лизина и триптофана в 2 -3 раза больше, чем обычно. К настоящему времени
селекционеры разных стран вывели высококолизиновые сорта сорго, риса, ячменя. Ведется
работа по выведению урожайных сортов высокобелковой и высококлейковинной пшеницы;
создаются высокомасличные сорта кукурузы, из которых одновременно с крупой можно получать большое количество пищевого масла; есть положительные результаты по выведению
высоковитаминных сортов зерна пшеницы.
На пищевую ценность зерна влияет внешняя среда. Впервые влияние географического
фактора на химический состав пшеницы показал Лясковский в 1865 г. Он установил, что
наиболее богата белком пшеница, выращенная в Среднем и Нижнем Поволжье, на Украине,
Северном Казахстане, Западной Сибири. В дальнейшем было показано, что накопление
большого количества белка в зерне зависит от состава почвы, наличия в ней необходимого,
но не избыточного количества влаги, достаточной освещенности и тепла - оптимально 20 –
30 оС). Накоплению питательных веществ мешают дожди в первый период налива зерна,
когда поступающие в него питательные вещества находятся в низкомолекулярном, растворимом состоянии. Растворимые углеводы и белки как бы вымываются из зерна, «стекают», и
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 18 из 198
оно остается щуплым, плохо налившимся. Поэтому районы, где часты дожди в это время,
дают урожай с меньшим содержанием белка. Отмечено, что зерновые культуры характеризуются различной сопротивляемостью к неблагоприятным условиям выращивания. Наиболее
устойчивой является озимая рожь, затем яровой ячмень, озимая и яровая пшеница.
Состав почв и применение минеральных удобрений являются наиболее существенными факторами, обеспечивающими получение высоких урожаев зерна. В настоящее время
плодородия даже самых мощных черноземов недостаточно для обеспечения высоких урожаев по интенсивным технологиям выращивания зерновых культур, поэтому применение органических и минеральных удобрений необходимо. По данным института агрохимического
обслуживания сельского хозяйства, прибавка урожая зерна в результате применения макроудобрений (солей азота, фосфора и калия) составила (в ц/га): озимой ржи - 7,0; озимой пшеницы - 6,7; яровой пшеницы - 4,4; кукурузы - 11,6; ярового ячменя - 6,8; овса - 7,1; гречихи и
проса - по 4. Дополнительное применение микроудобрений (марганца и бора) увеличивало,
по данным академика П. А. Власюка, урожай озимой пшеницы еще на 3 ц/га.
Однако применение минеральных удобрений должно проводиться под строгим контролем химической службы агропромышленного комплекса. Растения должны получать необходимые элементы питания с учетом их наличия в почве и прогнозируемого урожая. Избыток удобрений, так же как и их недостаток, снижает урожай, ухудшает его технологические и пищевые достоинства и может привести к образованию вредных веществ, например
нитрозаминов.
Защита растений от вредных факторов при выращивании позволяет повысить урожай
на 10-30 % и более. Применяемые при этом пестициды (ядохимикаты): гербициды, уничтожающие сорняки; фунгициды, предохраняющие растения от болезней; инсектициды, уничтожающие вредителей; ретарданты, регулирующие рост и тем предохраняющие растения от
полегания и потери урожая; десиканты, вызывающие подсыхание растений перед уборкой,
при неумелом использовании могут накапливаться в зерне и оказывать неблагоприятное
действие на его качество. Проникая в растения, пестициды могут изменять физикохимические свойства протоплазмы клеток, следствием чего являются нарушения физиологобиохимических процессов, протекающих в растениях. В результате возможны перераспределение веществ между органами растений, стимуляция либо угнетение синтеза отдельных питательных веществ, разрушение особо пенных ингредиентов продукта, а также образование
токсических соединений при взаимодействии химикалия с естественными веществами растительных тканей.
Отмечено, что накопление некоторых пестицидов в зерне может быть причиной их
попадания в продукты переработки, так как они накапливаются не только в оболочках, но и в
эндосперме. Поэтому в большинстве стран мира установлены предельные нормы содержания пестицидов в пищевых продуктах - их количество не должно превышать 0,01 - 5,0 мг на
1 кг продукта в зависимости от токсичности и скорости распада пестицида.
Химический состав зерна
Пищевая ценность зерна и продуктов его переработки определяется химическим составом, усвояемостью веществ, образующих их, и колеблется в зависимости от многих факторов. Зерновые культуры, относящиеся к разным семействам, отличаются не только соотношением питательных веществ, но и их составом и свойствами.
Зерно злаков, как видно из табл. 1, не имеет резких различий по количеству содержащихся веществ, но характеризуется определенными особенностями. Ядро пленчатых культур
после удаления цветковой пленки по содержанию основных веществ приближается к химическому составу голозерных злаков. Белки - важнейшие вещества, входящие в состав любой
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 19 из 198
живой клетки. Их содержание в зерне, состав и свойства определяют технологические и пищевые достоинства продуктов переработки зерна.
Таблица 1
Культура
Содержание, % на сухое вещество
белков
углеводов
крахмала
сахаров
золы
некрахмальных полисахаридов
целлюлоз
Пшеница
Рожь
Тритикале
Кукуруза
Ячмень в пленках
Ячмень без пленок
Овес в пленках
Овес без пленок
Рис в пленках
Рис без пленок
Просо в пленках
Просо без пленок
Сорго в пленках
Сорго без пленок
липидов
10-20
8-14
11-23
9-11
9,514,5
13-15,8
60-75
58-66
49-57
68-76
58-68
2-3
1,9-3,5
2,5-3
1,5-4
2-3
2-3
1,8-3,2
2-3
2,5-3
4,5-7,2
гемицеллюлоз,
пектинов
и др.
6-9
8-15
7-11
5-8
10-16
76-80
2,5-3,5
1,9-3,1
6-9
1,7-3,1
1,8-2,6
10-14
12-25
6-10
7,5-12
10-15
14,619,5
9-14
10-15
40-50
67-72
65-75
78-82
58-65
67-72
1,0-1,8
0,8-1,5
0,5-1,0
0,4-1,2
0,4-0,7
0,4-1,0
11,5-14
1,8-2,5
9,5-12,5
0,8-1,6
10-11
1,2-2,0
14-22
6-11
18-28
3-7
12-26
4-7
4,5-5,5
6,0-7,5
1,5-2,5
1,5-2,3
1,9-2,3
3,5-4,5
4,0-5,7
1,8-2,5
4,5-6,8
0,9-1,5
3,7-4,5
1,5-1,8
51-61
70-81
1-3
1,5-3,2
5-6,5
1,8-2,5
10-20
5-8
2,7-3,7
3-5,5
1,8-3,0
1,6-2,5
2-2,5
1,7-3,5
3-5
4-6
1,9-2,6
1,5-2,2
1,7-2,3
1,8-2,2
1,4-1,8
2,7-3,1
По аминокислотному составу белки злаков уступают животным продуктам. Они в той или
иной степени дефицитны лизином, триптофаном, треонином и метионином. Следует отметить, что аминокислотный состав белков в определенной степени связан с количеством альбуминов и глобулинов, которые богаты всеми незаменимыми аминокислотами. Поэтому
культуры, содержащие больше этих белков (рожь и овес), являются и наиболее ценными по
аминокислотному составу.
Углеводы злаков представлены в основном крахмалом. Различия в строении, форме и размерах гранул крахмала разных культур позволяют определять вид муки и наличие в ней
примесей при микроскопическом анализе. По данным Н. П. Козьминой, размеры гранул
крахмала разных злаков следующие (в мкм): пшеницы - 3-50, ржи - 5-50J ячменя - 5-12, кукурузы - 10-30, овса 5-12, риса - 2-10.-С размерами крахмальных гранул связаны атакуемость
их ферментами зерна, пищеварительными ферментами и скорость усвоения крахмала организмом.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 20 из 198
Крахмал злаков не является химически индивидуальным веществом. Как правило, он состоит
из углеводов амилозы и амилопектина (96,1-97,6 %), высокомолекулярных жирных кислот
(0,6-0,8 %), минеральных (главным образом в виде фосфорной кислоты - 0,2-0,7%) и азотистых веществ (0,2- 0,3 %)j
Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале разных злаков колеблется незначительно
- на долю амилозы приходится 20-25 %, амилопектина - 75-80 % массы углеводов крахмала.
Некоторые разновидности злаков (восковидные кукуруза и сорго, глютинозный рис) образуют амилопектиновый крахмал, доля амилозы в котором не превышает 1 %, что резко меняет
свойства продуктов, полученных из такого сырья.
Важным показателем свойств крахмала является температура его клейстеризации. Наиболее
низкая она у крахмала ржи - 50-55 °С, наиболее высокая у пшеницы - 65-67 °С. Д
Сахара содержатся в зерновках злаков в небольшом количестве. Обычно доля моносахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы) не превышает 0,2-0,3 %. Олигосахариды (сахароза, рафиноза и др.) являются основными сахарами зерна. Появление мальтозы, низкомолекулярных полисахаридов (декстринов), увеличение доли моносахаридов наблюдаются в зерне недозревшем, морозобойном. проросшем.
Некрахмальные полисахариды - балластные вещества, пищевые волокна, являютсянаименее изученными компонентами зерновки злаков. Из них состоят клеточные стенки. До
недавнего времени пищевое и физиологическое значение их полностью отрицалось, поэтому
при совершенствовании технологии переработки зерна в крупу и муку их стремились по
возможности полнее удалять. Несколько позже была показана их роль в нормализации моторной функции кишечника, обеспечении его необходимой перистальтики. В настоящее
время установлено, что некрахмальные полисахариды обладают водопоглотительной, ионообменной, адсорбционной, буферной и набухающей способностями. Поэтому хотя они и не
усваиваются, но оказывают положительное влияние на процессы пищеварения и усвоения
пищевых продуктов. Установлена обратная связь между содержанием балластных веществ в
пище и возникновением сердечно-сосудистых заболеваний. Имеются данные о том, что по
крайней мере некоторые фракции, этого комплекса веществ способствуют выведению из организма тяжелых металлов и радиоактивных элементов.
Под некрахмальными полисахаридами понимают комплекс веществ, состоящий из целлюлозы, гемицеллюлоз, пектинов и лигнинов. Эти фракции при анализе выделяют из зерна путем
последовательной экстракции водными растворами разной кислотности, поэтому получают
их в той или иной степени денатурированными.
Целлюлоза (клетчатка) -очень прочное химическое вещество, нерастворимое в воде и большинстве других растворителей. Нитевидные молекулы целлюлозы, состоящие из остатков
глюкозы, за счет водородных связей гидроксильных групп объединяются в пучки-мицеллы
(до 60 молекул в каждой), образуя при этом как бы каркас клеточных стенок.
Гемицеллюлозы (полуклетчатки) объединяют полисахариды разнообразного химического
состава, но характеризующиеся общностью физических свойств. Гемицеллюлозы имеют разветвленные молекулы и являются гетерополисахари-дами, состоящими из 3-6 разных моносахаридов. По преобладающему в гидролизатах сахару их принято подразделять на гексозаны (галактаны, маннаны), дающие при гидролизе соответствующие гексозы - галактозу или
маннозу, и пентозаны (арабаны и ксиланы), гидролизуемые до пентоз арабинозы и ксилозы.
Часть пентозанов растворяется в воде, образуя при этом очень вязкие коллоидные растворы слизи (гумми). Кроме пентоз, в состав слизей входит небольшое количество гексоз (маннозы и галактозы), а также 2-7% водорастворимых белков. Слизи имеют важное технологическое значение - они придают повышенную вязкость ржаному тесту, липкость кашам.
Наибольшее количество слизей содержит зерно (в %): ржи - 2,5-7,4, ячменя - до 15 и овса - 812.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 21 из 198
Пектины злаков склеивают клетки. В настоящее время они почти не изучены. Можно отметить лишь, что с растворимостью пектиновых веществ в определенной мере связана скорость
варки каши.
Лигнин - полимер, содержащий значительное число ароматических ядер. Он весьма устойчив к разрушающему действию химических веществ и почти не поддается действию ферментов. Предшественниками в образовании лигнина являются аминокислоты фенилаланин и
тирозин.
Липиды - сложная смесь нерастворимых в воде органических веществ, входящих в состав
зерновки злаков в небольших количествах- от 1,5-2,5 (в рисе) до 4-6% (в кукурузе). Основная
часть липидов (60-70 % общего содержания в зерне) представлена три-, ди- и моноглицеридами, в небольшом количестве содержатся сложные и простые эфиры высокомолекулярных
одноатомных спиртов, свободные жирные кислоты, спирты и воски. По составу и строению
эти липиды являются простыми, по их роли в семенах - запасными, используемыми при прорастании для обеспечения энергией развивающегося ростка.
Простые липиды не связаны с другими компонентами клеток, поэтому при оценке пищевых
продуктов их принято считать свободными. Остальные липиды с белками, углеводами и другими веществами образуют комплексы, их называют сложными. Сложные липиды входят в
состав мембран оболочек клеток и клеточных структур, принимают участие в процессах,
протекающих в клетках, отсюда их название - структурные.
Нелипидной частью молекулы сложных липидов может быть фосфорная кислота (фосфолипиды), белки (липопротеины), углеводы (гликолипиды) и др. Сложные липиды не "Извлекаются диэтиловым эфиром, поэтому их называют связанными. Они выделяются некоторыми
другими органическими растворителями, например насыщенным водой Н-бутанолом с предварительным ферментативным гидролизом продукта или без гидролиза.
Фосфатиды (фосфолипиды) отличаются от триглиперидов тем, что, кроме жирных кислот, в
их состав входят фосфорная кислота и связанное с ней азотистое основание или другое соединение. Основным фосфатидом зерна является лецитин. В питании фосфатиды служат
источником легко усвояемого фосфора. Фосфатиды обладают хорошей эмульгирующей способностью, благоприятно влияют на хлебопекарные качества муки. Однако при хранении
они постепенно отщепляют фосфорную кислоту, повышая тем самым титруемую кислотность продукта.
Фитин - калий-кальций-магниевая соль инозитфосфорной (фитиновой) кислоты содержится
в злаках в довольно большом количестве - от 0,2 до 0,5 %. В нем связано около половины
всего фосфора, находящегося в зерне. Кальциевые соли фитиновой кислоты трудно растворимы, они не поддаются действию пищеварительных соков и тем самым затрудняют усвоение кальция. При хранении зерна под действием фермента фитазы часть фитина постепенно
расщепляется, освобождая инозит и фосфорную кислоту, повышающую титруемую кислотность продукта. То же происходит при брожении теста под действием фитазы дрожжей.
Очень важное значение для характеристики пищевой ценности и сохраняемости продуктов
переработки зерна имеют жирные кислоты, входящие в состав липидов. По данным ряда
авторов, в составе липидов преобладает линолевая кислота, на долю которой приходится 3572 % общего количества жирных кислот; второй по значению является олеиновая кислота 10- 65 %, количество же линолевой кислоты колеблется от 3 до 10%. В целом липиды злаков
имеют резко выраженный ненасыщенный характер. Поэтому, с одной стороны, они служат
ценными источниками эссенциальных жирных кислот (в первую очередь линолевой), но с
другой, способны быстро окисляться, вызывая прогоркание продуктов.
Окраску выделенным из злаков жирам придают содержащиеся в них пигменты. Основную
роль играют каротиноиды, являющиеся провитаминами А. Кроме того, в небольших количествах содержатся хлорофиллы и антоцианы.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 22 из 198
Витаминами жиро- и водорастворимыми богаты зерна злаков и продукты их переработки.
Кроме каротиноидов, в злаках содержатся токоферолы (витамин Е). Зерно и продукты его
переработки являются важнейшими источниками витаминов группы В: тиамина (В1), рибофлавина (В2), пантотеновой кислоты (В0, пиридоксина (В6), ниацина (РР) и др.
Ферменты, присущие живым растительным клеткам, обеспечивают жизнедеятельность зерна на всех этапах его жизненного цикла. При переработке зерна в муку и крупу, при выпечке
хлеба, хранении продуктов в той или иной степени проявляется активность гидролитических
и окислительных ферментов, оказывающих нередко решающее действие на качество продукта. Наиболее важное значение имеют а- и i- амилазы, гидролизующие крахмал; протеиназы,
расщепляющие белки; триацилглицерол-липаза, воздействующая на триглицериды; фитаза,
расщепляющая фитин. Из окислительно-восстановительных ферментов лучше других изучена липоксигеназа, окисляющая ненасыщенные жирные кислоты. В здоровом, хорошо созревшем зерне активность ферментов сравнительно невелика и находится у каждой культуры
на определенном уровне, специфичном для нее. Дефектное зерно отличается от здорового
прежде всего повышенной активностью всех ферментов или их определенных групп.
Минеральные вещества зерновки образуют около 70 химических элементов, содержащихся
в разных количествах. По доле в продуктах они подразделяются на три группы: макро-, микро-и ультрамикроэлементы. Термины «минеральные вещества» и «зольность зерна» условны. Они означают сумму нелетучих веществ, остающихся при сжигании навески зерна.
Зольность и ее элементный состав сильно варьируют в зависимости от культуры, ее сорта и
почвенно-климатических условий выращивания.
Из макроэлементов в золе голозерных злаков преобладают фосфор, калий и магний, у пленчатых - добавляется кремний, в большом количестве содержащийся в цветковых пленках.
Зерно является богатым источником многих микроэлементов - цинка, марганца, молибдена,
кобальта и др. Однако в его состав могут входить также элементы, токсичные в любых количествах,- кадмий, ртуть, мышьяк, свинец и др. В зерно они попадают из почвы, загрязненной
отходами промышленных предприятий, а также при неумеренном потреблении ядохимикатов, содержащих их. Министерством здравоохранения СССР установлены строгие предельно
допустимые нормы содержания токсичных элементов в продуктах переработки зерна.
Неалиментарные факторы, затрудняющие усвоение питательных веществ организмом человека, присутствуют в семенах культурных и дикорастущих растений. Они регулируют
гидролиз запасенных в семени питательных веществ при его прорастании, снабжая энергией
и пластическим материалом развивающееся растение до тех пор, пока оно само сможет
обеспечивать свои потребности. К таким веществам относятся ингибиторы ферментов,
прежде всего протеиназы и амилазы, затрудяющие пищеварение.
Злаки содержат неодинаковое количество ингибиторов ферментов, поэтому продукты их переработки усваиваются человеком с различной скоростью и полнотой. Ингибиторы ферментов являются белками, стойкими к высоким температурам, нагревание до 130 °С или 30минутное кипячение не инактивирует их.
Антивитамины по строению и свойствам близки к соответствующим витаминам, но не обладают их биологической активностью. Установлено, что многие антивитамины угнетают
рост болезнетворных микробов.
Пищевая ценность анатомических частей зерновки злаков. Характер распределения питательных веществ но частям зерновки у всех злаков одинаков, наблюдаются лишь небольшие различия в соотношении и составе образующих их веществ. В табл. 2 приведен химический состав анатомических частей зерна пшеницы (по данным А. П. Грищенко, 1935; И. Е.
Мамбиша, 1953; И. Глинки, 1968).
Таблица 2
Составные чаСодержание, % на сухое вещество
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
сти зерновки
Страница 23 из 198
углеводов
белков липидов золы
крахмала сахаров
некрахальных саридов,целлюлозы
полисахаридов
целлюлоз,
пектинов и др.
Зерновка в це15,0
3,3
2,2
66,0
3,0
2,5
8,0
лом.......
Эндосперм
14,0
1,0
0,5
79,0
2,0
0,5
3,0
..........
Алейроновый
30,0
10,0
14,0
8,0
6,5
31,5
слой......
Зародыш ........... 32,0
21,0
7,5
25,0
2,5
12,0
Оболочки........... 8,5
1,0
9,5
1,0
24,0
56,0
Эндосперм обладает высокой питательной ценностью и состоит в основном из крахмала и
белков. Однако в нем мало витаминов и других биологически активных веществ. Малое содержание пищевых волокон с точки зрения современной физиологии питания расценивается
неоднозначно. С одной стороны, питательные вещества эндосперма легко и хорошо усваиваются, но с другой, организм человека недополучает из эндосперма балластные вещества,
необходимые для нормальной деятельности кишечника.
Алейроновый слой более чем на половину состоит из балластных веществ. Поэтому содержащиеся в алейроновом слое белки и другие питательные вещества практически недоступны
пищеварительным сокам человека.
Зародыш примерно на 75 % состоит из белков, жира и растворимых углеводов, что придает
ему высокую питательную ценность. Белки зародыша представлены в основном альбуминами и глобулинами, поэтому содержат лизина и триптофана в 6- 10 раз больше, чем белки эндосперма. В зародыше сосредоточено основное количество витаминов группы В, витамина Ё
и др. Он богат также минеральными элементами. Однако высокое содержание жира, состоящего в основном из непредельных жирных кислот, и высокая активность ферментов делают
эту часть зерновки нестойкой при хранении. Кроме того, своеобразный химический состав
зародыша, полное отсутствие крахмала в нем существенно затрудняют его измельчение, поэтому при помоле зерна в сортовую муку и выработке многих видов крупы зародыш отделяют, используя его для получения пищевого растительного масла (например, кукурузного),
белковых концентратов и изолятов, витаминных препаратов (например, витамина Е).
Плодовая и семенная оболочки образованы главным образом неусвояемыми полисахаридами, поэтому при переработке в сортовую муку оболочки стремятся удалить вместе с прилегающим к ним алейроновым слоем.
Цветковые оболочки пленчатых злаков содержат до 80 % некрахмальных полисахаридов, до
5-10 % зольных элементов и совсем непригодны в пищу человеку.
Особенности химического состава гречихи. По содержанию основных питательных веществ зерно гречихи близко к пленчатым злакам (например, к овсу), ядро без плодовой оболочки- к голозерным. В табл. 3 дан химический состав зерна и ядра гречихи.
Белки гречихи резко отличаются от злаковых по фракционному и аминокислотному составу.
Основными белками являются альбумины и глобулины (до 2/з общего количества), почти
полностью отсутствуют проламины (1,1 -1,5%), глютелины содержатся в небольшом количестве.
Белки гречихи неплохо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот. Например, по содержанию валина она может быть приравнена к молоку, по количеству триптофана
не уступает продуктам животного происхождения и превосходит все злаки, по фенилаланину
она может быть приравнена к молоку и говядине, по лейцину - к говядине. Исключение со-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 24 из 198
ставляют изо-лейцин и особенно серосодержащие аминокислоты, содержание которых в гречихе относительно невелико.
Таблица 3
Содержание. % на сухое вещество
углеводов
Зерно и eгo чанекрахмальных полисахаридов
сти
белков
липидов золы
крахмала Сахаров
ге ми целлюлозы,
целлюлозы
пектинов и др.
2,0Зерно .....
8-16
50-70
0,4-0,8 10-17
16-26
1,8-3,7
2,5
Ядро с заро- 13,52,367-80
0,3-0,5 1,5-1,8
5-9
2,2-4,6
дышем ....
15,0
2,4
Крахмал гречихи образует очень мелкие крахмальные гранулы округлой или многогранной
формы. Размеры и свойства их в значительной степени зависят от условий выращивания.
Липиды гречихи по жирнокислотному составу не имеют резких отличий от злаков, на долю
линолевой и линоленовой кислот приходится около 3/4 всех жирных кислот липидов. По содержанию витаминов гречиха занимает одно из первых мест среди зерновых культур. Она
богата витаминами группы В. Особенностью витаминного комплекса этой культуры является высокое содержание рутина (от 90 до 260 мкг/г).
Плодовая оболочка гречихи по составу аналогична цветковым пленкам злаков, поэтому при
переработке в крупу ее удаляют.
Особенности химического состава семян бобовых культур. Семена бобовых культур по
пищевой ценности резко отличаются от злаков. В табл. 4 приведен химический состав семян
основных бобовых культур, выращиваемых в нашей стране для пищевого использования.
Приведенные данные показывают, что сортовые'и почвенно-климатические условия оказывают влияние даже более значительное, чем родовые особенности культуры. Семена бобовых культур являются ценными белковыми продуктами, превосходят злаки по этому показателю в 2-2,5 раза.
Белки бобовых культур богаты лизином и другими незаменимыми аминокислотами, за исключением серосодержащих - ме-тионина и цистина.
Углеводный комплекс бобовых также существенно отличается от состава и свойств углеводов злаков. Содержание Сахаров в семенах бобовых культур более высокое, чем у злаков.
Крахмальные гранулы разных культур отличаются между собой формой. Преобладающий
размер гранул от 2 до 10 мкм, но есть и более крупные - до 35 мкм. Содержание амилозы в
составе крахмала колеблется от 20 до 39 %. По данным И. Ф. Крюка, температура клейстеризации крахмала лежит в интервале (в °С): гороха - от 68 до 74, фасоли - от 81 до 84, чечевицы
- от 67 до 75.
Доля некрахмальных полисахаридов в семенах бобовых существенно выше, чем у злаков.
При этом семядоли содержат их в 5-8 раз больше, чем эндосперм злаков. Доля пектиновых
веществ в семенах бобовых культур достигает 2-4 %. Сос'тав и свойства пектиновых веществ
оказывают определенное влияние на развариваемость семян.
Витамины группы В, токоферолы, каротиноиды (в семенах с желтыми семядолями) содержатся в значительных количествах, причем основная их часть находится в семядолях и при
шелушении не удаляется. Это выгодно отличает бобовые от злаков, теряющих при переработке большую часть витаминов.
Таблица 4
Культура
Содержание, % на сухое вещество
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 25 из 198
углеводов
некрахмальных полисахаридов
белков
липидов золы
крахмала Сахаров
гемицеллюцеллюлоз
лоз, пекти(клетчатка)
нов и др.
Горох
2,320,4-35,7 44,3-54,2
3,2-6,2
4,2-6,7
8,0 14
0,8 2,1
.............
3,9
Фа3,617,0-32,1 45,4-61,0
5,3-6,3
3,6-5,7
7,5-13
1,2-2,3
соль............
4,9
Чечевица
2,621,3-36,0 46,1-52,2
2,6-3,1
3,2-5,2
6,8-12
1,0-1,8
...........
3,6
Чи2,323,1-34,7 38,0-48,5
2,1-5,4
4,0-5,4
7,0-13
0,5-1,9
на.............
5,0
2,4Нут.............. 18,5-29,7 45,4-61,0
2,4-5,8
4,0-12,0
7,5-14
4,0-7,2
3,7
Виг3,423,0-28,8 47,5-56,5
5,2-6,5
2,8-5,2
6,0-11
1,5-1,8
на.............
4,0
Бо2,826,4-31,2 39,4-44,0
2,4-4,8
7,4-12,3
9,0-15
0,8-2,3
бы...............
4,2
4,5Соя............... 27,0-50,0
2,1-9,0
3,4-15,6
2,9-6,3
8,0-18
13,0-26,0
6,8
Соя среди бобовых занимает особое место. Она содержит много жира и используется для получения пищевого масла. В семенах сои белков больше, чем в других бобовых культурах,
поэтому ее применяют как белковый обогатитель и получают из нее препараты белка - изоляты и концентраты. Семена сои могут не содержать крахмала или доля его не превышает 79 %, при этом количество растворимых и нерастворимых полисахаридов (кроме целлюлозы)
достигает 22 %.
Питательные вещества сосредоточены в основном в семядолях бобовых. Семенная оболочка
содержит более 80 % некрахмальных полисахаридов, при варке остается жесткой.
Из табл. 1 и 4 и пояснений к ним видно, что содержание питательных веществ, их состав и
свойства колеблются в значительных интервалах как у разных представителей семейств злаковых или бобовых, так и в пределах одной культуры. Следовательно, пищевая ценность
продуктов, вырабатываемых из зерна, не остается постоянной, а находится в зависимости от
исходного сырья.
Качество урожая определяется соотношением и совокупностью действия внутренних и
внешних факторов. К внутренним факторам относят природные особенности растений, их
биологическую сущность, наследственные признаки. Внешними факторами являются климатические условия, состав почвы и совокупность агротехнических мероприятий.
Селекция и ее теоретическая основа - генетика в настоящее время обеспечивают широкие
возможности создания сортов интенсивного направления, урожайность которых в 2-'3 раза
превышает известные сорта. Например, озимые сорта пшеницы Аврора и Кавказ при надлежащем уходе дают до 70-80 ц/га при средней урожайности пшеницы в мире 22,5 ц/га.
Американские ученые Нельсон и Мертц впервые указали на то, как можно управлять количеством и качеством белка в кукурузе, воздействуя на ее генный аппарат. Открытые ими мутации генов Опейк-2 и Флаури-2 позволили получить гибриды кукурузы, содержащие до 1718 % белка, а лизина и триптофана в 2-3 раза больше, чем обычно. К настоящему времени
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 26 из 198
селекционеры разных стран вывели высококолизиновые сорта сорго, риса, ячменя. Ведется
работа по выведению урожайных сортов высокобелковой и высококлейковинной пшеницы;
создаются высокомасличные сорта кукурузы, из которых одновременно с крупой можно получать большое количество пищевого масла; есть положительные результаты по выведению
высоковитаминных сортов зерна пшеницы.
Контрольные вопросы:
1. Как формируется пищевая ценность зерна?
2. Какой химический состав различных зерновых культур?
3. Как представлены белки зерновых культур?
4. Как представлены углеводы зерновых культур?
5. Как представлены минеральные вещества зерновых культур?
6. Какие ферменты , витамины содержатся в зерновке?
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 3
Физические свойства зерновой массы
Сыпучесть и самосортирование относят к физическим свойствам зерна. Зерновая
масса состоит из множества отдельных твердых частиц, различных по размеру и плотности,
поэтому обладает большой подвижностью - сыпучестью. Наибольшей сыпучестью обладают
округлые зерна с гладкой поверхностью (просо, горох), у зерна продолговатого с шероховатой поверхностью сыпучесть снижается.
С сыпучестью связана способность зерновой массы к самосортированию. При любом перемещении или встряхивании зерновая масса «расслаивается». Тяжелые компоненты - минеральная примесь, крупные зерна как бы «тонут», опускаются вниз, а легкие - органический
сор, семена сорняков и щуплые зерна «всплывают». Это может оказать отрицательное влияние на сохранность, так как обычно семена сорных трав и щуплое зерно имеют повышенную
энергию дыхания, что может привести к порче зерна при хранении. Способность зерновой
массы к самосортированию учитывается при отборе проб для анализов.
Скважистость - заполненные воздухом промежутки между зернами в насыпи. Обычно скважистость выражают в процентах к общему объему данной насыпи. Плотность укладки зерновой массы в объеме хранилища и, следовательно, ее скважистость зависят от формы,
размеров и состояния поверхности зерен, от количества и характера примесей, от массы и
влажности зерновой насыпи, формы и размеров хранилища. Однородное по крупности зерно,
а также зерно с шероховатой поверхностью имеют скважистость большую, чем зерна разной
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 27 из 198
крупности и округлой формы. Так, скважистость составляет (в %): ржи и пшеницы - 35 - 45,
гречихи и риса (зерна) - 50 - 65, овса - 50 - 70.
Запас воздуха в межзерновых пространствах имеет большое значение для сохранения
жизнеспособности семян. Большая газопроницаемость зерновых масс позволяет проводить
активное вентилирование, регулировать состав газовой среды в межзерновых пространствах,
вводить пары ядохимикатов для борьбы с амбарными вредителями. Однако наличие межзерновых пространств и кислорода в них благоприятствует развитию амбарных вредителей.
Сорбционные свойства зерна также относят к физическим. Зерно всех культур и
зерновые массы в целом обладают сорбционной емкостью, т. е. способностью поглощать газы и пары различных веществ. Эта способность зерна обусловлена его капиллярно-пористой
структурой, что делает активную поверхность зерновки в 200 - 220 раз больше истинной.
Кроме того, для биополимеров (белков, слизей, крахмала) характерно отсутствие прочной
кристаллической решетки, поэтому молекулы воды и других веществ могут легко внедряться
в них, взаимодействуя с активными центрами. В белках этими центрами являются такие
функциональные группы, как - NН -, Н2N -, - СООН, - СОNН2, - ОН; в углеводах - ОН и - 0 -.
При изменении условий окружающей среды зерно может частично отдавать поглощенные
им вещества - десорбировать их. Однако полностью десорбция не происходит.
Явления сорбции принято подразделять на две группы: сорбция и десорбция различных газов и паров, кроме воды; гигроскопичность - сорбция и десорбция паров воды.
Способность зерна и продуктов его переработки активно сорбировать газы и пары
различных веществ обязывает руководителей заботиться о чистоте транспорта и хранилищ,
иначе продукты по вкусу и запаху могут стать непригодными для пищевых целей. При борьбе с амбарными вредителями можно применять лишь такие пестициды, которые менее вредны для теплокровных и более полно десорбируются.
Гигроскопичность зерновой массы оказывает наибольшее влияние на стойкость зерна
при хранении. Хорошо сохраняет свои исходные свойства только то зерно, в котором вся
влага находится в связанном коллоидами состоянии. Между относительной влажностью воздуха в хранилище и влажностью зерна через определенное время устанавливается динамическое равновесие. Каждому значению относительной влажности воздуха и его температуры
соответствует определенная равновесная влажность продукта.
Например, при температуре около 20 С и ~= 15 - 20 % равновесная влажность зерна устанавливается около 7 %, а при
100 % достигает 33 - 36 %. Оптимальный интервал влажности воздуха при положительной
температуре (10 - 20'С) находится в пределах от 60 до 70 %. В этих условиях равновесная
влажность продуктов равна 13 - 14 %.
Влажность продукта, при которой в нем появляется свободная вода, носит название
критической. Для большинства культур критическая влажность лежит в интервале 14,5 - 16
%. Зерно, достигшее ее, может заплесневеть.
Гигроскопичность зерна и продуктов его переработки зависит от содержания в них
белков и высококомолекулярных пентозанов, способных поглощать влаги больше, чем другие вещества.
Теплопроводность и температуропроводность зерна также относят к физическим
свойствам. Тепло в зерновой массе распространяется двумя способами: от зерна к зерну при
их соприкосновении - теплопроводность зерна и перемещением воздуха в межзерновых пространствах - конвекция. Зерно имеет теплопроводность, близкую к древесине, т. е. обладает
низкой теплопроводностью. Воздух также характеризуется небольшой теплопроводностью.
Поэтому суммарный показатель теплопроводности зерновой массы в целом невелик и колеблется в пределах от 0,12 до 0,2 ккал
Скорость нагревания зерновой массы - температуропроводность зависит от теплопроводности и также невелика. Таким образом, зерновая масса характеризуется большой
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 28 из 198
тепловой инерцией, изменение температуры зерна в средних слоях насыпи происходит очень
медленно. Поэтому зерно в зимние месяцы можно охладить, проведя активное вентилирование насыпи холодным сухим воздухом. Низкая температура его сохраняется в течение большей части лета, в результате чего замедляются биохимические процессы, протекающие в
нем, и прекращается размножение амбарных вредителей. Если же на хранение засыпано теплое зерно, то в нем долго сохраняются благоприятные условия для: активной жизнедеятельности самого зерна, амбарных вредителей и микроорганизмов. В весенне-летний период, а
также в осенне-зимний наблюдается большая амплитуда колебаний температуры между отдельными слоями зерновой массы, что может привести к конденсации влаги на отдельных ее
участках, увлажнению зерна.
Натура - масса единицы объема зерна. В нашей стране единицей объема зерна является
литр. Натура зависит от формы, крупности и плотности зерна, состояния его поверхности,
выравненноеT и степени налива зерновок, их влажности и содержания примесей. Зерно
округлое укладывается в мерку плотнее, чем удлиненное. У крупного, хорошо налившегося
зерна натура бывает более высокой, чем у мелкого; зерно, имеющее большую плотность,
имеет и более высокую натуру. При гладкой поверхности в мерку укладывается больше зерен, чем при шероховатой. При повышении влажности зерна натура, как правило, снижается.
Примеси, содержащиеся в зерновой массе, искажают ее натуру. Тяжелые (минеральные)
примеси и мелкие семена сорняков увеличивают, а легкие (цветковые пленки и др.) уменьшают ее. Температура, при которой измеряется натура, также оказывает, определенное влияние на натуру - у холодного зерна она несколько выше, чем у теплого. Зерно с большей
натурой, как правило, хорошо развито, выполнено, содержит больше эндосперма и меньше
оболочек, поэтому дает больший выход муки и крупы. У разных культур показатель натуры
имеет разное значение. Так, он колеблется в среднем (в г/л): у пшеницы - от 740 до 790, ржи от 670 до 715, ячменя - от 540 до 610, овса - от 460 до 510.
Крупность зерна определяется его линейными размерами - длиной, шириной и толщиной.
Ниже приведены пределы колебаний размеров зерен основных культур (в мм) (по Е. Д. Казакову):
Длина Ширина Толщина
Пшеница..... 4,2-8,6 1,6-4,0 1,5-3,8
Рожь......
5,0-10,0 1,4-3,6 1,2-3,5
Кукуруза ..... 5,5-13,5 5,0-11,5 2,5-8,0
Ячмень ...... 7,0-14,6 2,0-5,0 1,4-4,5
Овес.......
8,0-16,6 1,4-4,0 1,2-3,6
Рис ...... .
5,0-12,0 2,5-4,3 1,2-2,8
Просо . . . . . 1,8-3,2 1,2-3,0 1,0-2,2
Крупность и выравненность зерна имеют важное значение при его переработке. Крупное,
хорошо налившееся зерно, дает больший выход продуктов, так как содержит относительно
больше эндосперма и меньше оболочек.
На практике о крупности судят по результатам просеивания навески зерна на ситах с установленными стандартами размерами продолговатых отверстий. Обычно длина отверстий делается значительно больше длины зерна и сортировка при просеивании проводится по ширине (толщине). Установлено, что у пшеницы, например, между толщиной зерна и содержанием в нем эндосперма существует высокая корреляционная зависимость (V = 0,99 H = 0,61).
Для других культур с толщиной также связано более высокое содержание эндосперма.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 29 из 198
Выравненность (однородность) зерна по крупности связана с его технологическими свойствами. Выравненное зерно крупное или средней крупности легче перерабатывать (особенно
в крупу), при этом получается более высокий выход и лучшее качество продукции. Выравненность определяют одновременно с крупностью просеиванием на ситах и выражают в
процентах по наибольшему остатку на одном или на двух смежных ситах. Одновременно
определяют содержание мелких зерен, снижающих выход крупы и муки. Их доля в зерновой
массе большинства культур не должна превышать 5 %. При переработке мелкие зерна отделяют и используют на корм скоту.
Масса 1000 зерен, рассчитанная на сухое вещество, характеризует крупность зерна. У разных
культур масса 1000 зерен колеблется в широких пределах.
Стекловидность зерна характеризует консистенцию, структуру эндосперма, взаиморасположение его тканей. Стекловидное зерно в поперечном разрезе напоминает поверхность скола стекла, отсюда и его название. При просвечивании оно кажется прозрачным. Мучнистое
зерно имеет рыхло-мучнистую структуру, в разрезе белый цвет и вид мела. В частично стекловидном (полустекловидном) зерне в поперечном срезе видны как стекловидные, так и
мучнистые участки, просвечивает оно не полностью.
Структура эндосперма, его стекловидность или мучнистость, зависит от количества, состава,
свойств, размеров, формы и расположения крахмальных гранул; от количества, свойств и
распределения белковых веществ; характера и прочности связи между белками и крахмалом.
В стекловидном зерне питательные вещества уложены очень плотно, между ними не остается микропромежутков. В мучнистом эти промежутки есть, они рассеивают свет, обусловливая непрозрачность, рыхлость эндосперма.
Белки, образующие в клетках эндосперма сплошную среду, в которую вкраплены крахмальные гранулы, образуют с ними связь различной прочности. Часть белка очень прочно связана
с крахмалом и при дроблении клеток от него не отделяется, образуя вокруг гранул своеобразную белковую оболочку. Этот белок носит название прикрепленный. Остальной белок
как бы заполняет промежутки между крахмальными гранулами, при дроблении клеток освобождается, его называют промежуточным белком. По данным Н. П. Козьминой, в стекловидном зерне прикрепленного белка содержатся несколько больше, а промежуточного
меньше, поэтому такое зерно при дроблении раскалывается на более крупные частиц - крупку и почти не дает муки.
Стекловидность обычно связана с характером обмена веществ при наливе и созревании зерна. Высокая температура, недостаток влаги, сжатый период налива и созревания зерна увеличивают стекловидность. Аналогично влияет избыток азота, а повышенное содержание
фосфора уменьшает стекловидность. Стекловидное зерно пшеницы, ржи, ячменя обычно содержит больше белка, чем мучнистое. У риса эта связь отсутствует.
Стандарты на зерно предусматривают определение стекловидноеT у пшеницы и риса. При
гфоизводстве крупы и муки из ячменя и кукурузы желательно иметь стекловидное зерно,
дающее продукты лучшего товарного вида. В пивоварении целесообразно использовать мучнистый ячмень, в котором несколько меньше белка, поэтому пиво более устойчиво к помутнению. У ржи этот показатель не определяют; стекловидность у зерна ржи, как правило, бывает ниже, чем у зерна пшеницы. Однако известно, что стекловидное и полустекловидное
зерно ржи дает более высокий выход сортовой муки. При определении общей стекловидности к числу стекловидных зерен прибавляют половину полустекловидных и сумму выражают в процентах к общему количеству исследованных зерен.
Пределы колебаний Крупное Среднее Мелкое
Пшеница..... 12-75
Более 35 - 25-35 Менее 25
Рожь.......
10-45
Более 25 20-25
Менее 20
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ячмень...... 20-55
Гречиха ...... 15-40
Просо....... 3-8
Ред. № 1 от ________________
Более 40 30-40
Более 23 20-23
Более 6 4,5-6,0
Страница 30 из 198
Менее 30
Менее 20
Менее 4,5
Плотность зерна в целом и его анатомических частей имеет важное технологическое значение. Как правило, хорошо налившееся зерно имеет более высокую плотность, чем недозревшее. Плотность зерна и его частей зависит от их химического состава. Наибольшую плотность имеют крахмал и минеральные вещества, поэтому с увеличением их'доли растет плотность зерновки, и, наоборот, увеличение количества белка (1,34-1,37) и липидов (0,89-0,99)
снижают плотность зерна. Существенные различия химического состава обусловливают
большие колебания плотности зерна (г/см3): пшеницы- 1,33-1,53; ржи- 1,26-1,42; кукурузы 1,23-1,27; ячменя - 1,23-1,28; овса - 1,11 - 1,15. Анатомические части зерновок сильно различаются не только по химическому составу и структуре, но и по плотности. Так, плотность
целого зерна яровой мягкой пшеницы составляет в среднем 1,336, ее эндосперма- 1,471, зародыша- 1,290, оболочек - 1,066. На этих различиях основана в настоящее время вся технология переработки зерна.
Пленчатость - содержание цветковых пленок у пленчатых злаков и плодовых оболочек у
гречихи, выраженное в процентах к массе зерна. Пленчатость сильно колеблется в зависимости от культуры, ее сорта, района и года выращивания. Крупное зерно, как правило, имеет
меньше пленок и дает больший выход продуктов. Пленчатость колеблется (в %): у овса - 1846, ячменя - 7,5-15, риса - 16-24, проса - 12-25, гречихи - 18-28.
Контрольные вопросы:
1. Что такое самосортирование?
2. Что такое сыпучесть?
3. Что такое плотность зерна?
4. Что такое стекловидность зерна?
5. Пленчатость культур.
6. Крупность культур.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 4
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 31 из 198
ЗАРАЖЕННОСТЬ ВРЕДИТЕЛЯМИ
Зараженность зерна амбарными вредителями наблюдается при неблагоприятных условиях
хранения, в неподготовленных и необеззараженных хранилищах. В зерновой насыпи развиваются насекомые и клещи. Они не только поедают зерно, но и сильно загрязняют его своими трупами, линочными шкурками и экскрементами, снижают пищевые достоинства, способствуют повышению влажности, что может вызвать самосогревание, развитие микроорганизмов. Амбарные вредители охотно питаются не только зерном, но и продуктами его переработки - мукой, крупой, пищевыми концентратами, сухарями, некоторые из них могут питаться макаронными изделиями, сушеными овощами, фруктами и др. Беспозвоночных амбарных вредителей (рис. 1) относят к классу насекомых (жуки р бабочки) и паукообразных
(клещи).
Основные повреждения растений насекомыми
Для видового состава вредителей характерны и причиняемые ими повреждения тех или иных
видов растений и их органов.
Внешнее проявление и характер повреждений, свойственный тому или иному
вредителю, зависит от устройства его ротового аппарата (грызущего, колюще
сосущего типа), фазы и стадии вредителя, повреждаемого органа растения
(корни, стебли, листья, бутоны, цветки, завязь, плоды, семена и т.п.), места
размещения вредителя (снаружи или внутри определенного органа растения) и от определенной реакции самого растения на повреждение (отмирание тканей или органов, разрастание, уродливость и т.п.).
По гербарным и консервированным в спирту поврежденным растениям студенты должны
ознакомится с характером повреждений, причиняемых насекомыми.
Производится зарисовка характерных повреждений с описанием их типа.
А. Повреждения, причиняемые грызущими вредителями.
1. Повреждения листьев:
а) грубое объедание мякоти и жилок (так, например, повреждают гусеницы
белянок, шелкопрядов, саранча, слизни и др.);
б) выгрызание более или менее крупных сквозных отверстий (дыр) – гусеницы некоторых
совок и огневок, листоеды; более мелких – жуки клеверного и других долгоносиков, молодые личинки листовых пилильщиков или в виде язвочек – жуки блошки;
в) соскабливание эпидермиса и паренхимы с нижней стороны листа в виде
«окошечек» –капустная моль;
г) фигурное обгрызание листьев по краю – жуки – клубеньковые долгоносики;
д) сквозное скелетирование листьев – ложногусеницы пилильщиков, яблонная моль и др.;
е) скелетирование одностороннее – выгрызание только верхней или нижней кожицы и мякоти, с оставлением всех жилок – личинка слизистого пилильщика, пьявицы и др.;
ж) минирование – выгрызание мякоти (паренхимы) листа с округлыми или
извилистыми ходами между верхней и нижней кожицей (личинки свекловичной мухи, гусеницы минирующих молей и др.).
2. Повреждение стеблей, стволов:
а) обгрызание стеблей снаружи язвочками – льняные блошки;
б)перегрызание и надламывание стеблей у основания – гусеницы подгрызающих совок, личинки долгоножки, сверчки и др.;
в) ходы (мины) в сердцевине побегов, в древесине или под корой, личинки
жуков-долгоносиков, короедов, усачей, златок, гусеницы кукурузного мотылька, стеклянниц,
древоточцев;
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 32 из 198
г) пожелтение (отмирание) центрального листа и стебля – личинки шведской
мухи, стеблевой хлебной блошки, проволочники;
д) вздутия на стеблях – личинки орехотворок, стеблевые галлицы.
3. Повреждение корней и подземных частей:
а) обгрызание снаружи – проволочники, личинки капустной мухи, медведки;
б) выгрызание внутреннее – личинки луковых, капустных, морковной мух, личинки корневых долгоносиков-баридов и др.;
в) вздутия на корнях – капустный корневой долгоносик-скрытнохоботник,
галловая нематода.
4. Повреждения генеративных органов:
а) выгрызание бутонов – долгоносики-цветоеды, рапсовый цветоед-блестянка; б) обгрызание
цветков – жук оленка, гусеницы листоверток;
в) обгрызание завязей снаружи – гусеницы зерновой совки, зимней пяденицы, хлебные жуки;
г) выгрызание внутри завязи и плодов или семян (минирование) – яблонная
плодожорка, гороховая зерновка, личинки плодовых пилильщиков, амбарные
долгоносики.
Б. Повреждения, причиняемые колюще-сосущими вредителями:
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 33 из 198
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 34 из 198
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 35 из 198
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 36 из 198
5. Повреждение листьев, стеблей, генеративных органов:
а) на листьях пятна точечные (белые, желтые) или мозаичные, расплывающиеся –
трипсы, паутинные клещи, тли, клопы;
б) уродливое скручивание и сморщивание листьев и побегов – тли, медяницы;
в) разрастание тканей (новообразования, вздутия и опухоли) на листьях,
стеблях – тли, галлицы, галлообразующие клещи;
г) разрастание бутонов, завязей – личинки некоторых галлиц: смородинной,
крестоцветных, клещи и др.
Указатель русских и латинских названий вредителей
Название вредителя
1
Отряд
Семейство
2
3
Многоядные вредители
Настоящие саПрямокрылые
ранчовые
Перелетная саранча
Orthoptera
Обыкновенная медведка
Щелкуны
Acrididae
Медведки
-//Жуки
Gryllotalpidae
Щелкуны
Вид
4
Locusta migratoria L.
Gryllotalpa gryllotalpa
L.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Coleoptera
Elateridae
темный
полосатый
посевной
Agriotes obscurus L.
Ag. lineatus L.
Ag. sputator L.
Чешуекрылые
Огневки
Lepidoptera
Pyralidae
Огневки
Луговой мотылек
Стеблевой мотылек
-//-
-//-
Обыкновенная злаковая
тля
-//Вредители зерновых культур
Равнокрылые
Тли
Homoptera
Клопы
Aphididae
Щитники
Aphididae
Трипсы
Scutelleridae
Флеотрипиды
Thysanoptera
Жуки
Phloeothripidae
Жужелицы
Coleoptera
Carabidae
Пластинчатоусые
Вредная черепашка
Пшеничный трипс
Хлебная жужелица
Хлебные жуки
Scotia (Agrotis)
-//Noctuidae
Совка-гамма
Loxostege (Pyrausta)
sticticalis L.
Ostrinia nubilalis Hbn.
Pyralidae
Совки
Озимая совка
Страница 37 из 198
-//-
segetum Schiff.
Autographa gamma L.
Schizaphis graminum
Rond.
Eurygaster integriceps
Put.
Haplothrips tritici
Kurd.
Zabrus tenebriodes
Geoze.
Anisoplia
Scarabaeidae
Жук-кузька и др.
-//-
Anisoplia austriaca
Hrbst.
-//-
Листоеды
Полосатая хлебная блошка -//Пьявица обыкновенная
-//Чешуекрылые
Chrysomelidae
-//Совки
Серая зерновая совка
Phyllotreta vittula
Redt.
Lema melanopus L.
Apamea anceps Schiff.
Lepidoptera
Двукрылые
Noctuidae
Злаковые мухи
Шведская муха
Diptera
овсяная
ячменная
зеленоглазка
-//-//-//-
Chloropidae
-//-//-//-
Oscinella frit L.,
Oscinella pusilla Mg.
Chlorops pumilionis
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 38 из 198
Bjerk.
Вредители зернобобовых культур
Равнокрылые
Тли
Гороховая тля
Клубеньковые долгоносики:
полосатый
щетинистый
-//-//-
Гороховая зерновка
-//-
Homoptera
Жуки
Aphididae
Долгоносики
Coleoptera
Curculionidae
-//-//Зерновки
Bruchidae
Листовертки
Чешуекрылые
Lepidoptera
Tortricidae
Вредители картофеля
Жуки
Листоеды
Coleoptera
Тиленхиды
Золотистая цистообразующая нематода
Стеблевая картофельная
нематода
Sitona lineatus L.
Sitona crinitus Herbst.
Bruchus pisorum L.
Гороховая плодожорка
Колорадский картофельный жук
Acyrthosiphon pisum
Harris
Tylenchida
-//Равнокрылые
Laspeyresia negricana
Steph.
Leptinotarsa
decemlineata Say
Chrysomelidae
Цистообразующие
нематоды
Globodera
rostochiensis Behrens.
Heteroderidae
Угрицы
Ditylenchus destructor
Thorne
Anguinidae
Тли
Тли
Homoptera
Aphididae
крушинная
-//-
-//-
обыкновенная
-//-
-//-
большая картофельная
-//-
-//-
Aphis nasturtii Kalt.
Aulacorthum solani
Kalt.
Macrosiphum
euphorbiae Thom.
Вредители свеклы
Клопы
Слепняки
Свекловичный клоп
Hemiptera
Жуки
Miridae
Мертвоеды
Матовый мертвоед
Aclypea opaca L.
Coleoptera
Свекловичная блошка
Polymerus cognatus
Fieb.
Silphidae
Листоеды
-//Chrysomelidae
Chaetocnema concinna
Marsh.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Свекловичная щитоноска -//-
-//Долгоносики
Свекловичный долгоносик -//Двукрылые
Свекловичная минирующая муха
Diptera
Curculionidae
Минирующие
мухи
Страница 39 из 198
Cassida nebulosa L.
Bothynoderes
punctiventris Germ.
Pegomyia betae Curtis.
Agromyzidae
Вредители льна, конопли и хмеля
Трипсы
Трипсы
Льняной трипс
Thrips linarius Uzel.
Thysanoptera
Жуки
Thripidae
Листоеды
Coleoptera
Чешуекрылые
Chrysomelidae
Листовертки
Lepidoptera
Жуки
Tortricidae
Листоеды
Coleoptera
Жуки
Chrysomelidae
Долгоносики
Coleoptera
Равнокрылые
Curculionidae
Тли
Синяя льняная блошка
Льняная плодожорка
Конопляная блошка
Люцерновый долгоносик
Хмелевая тля
Homoptera
Aphididae
Вредители овощных культур
Равнокрылые
Тли
Капустная тля
Homoptera
Aphididae
Жуки
Листоеды
Coleoptera
Chrysomelidae
Чешуекрылые
Белянки
Lepidoptera
Pieridae
Крестоцветные блошки
Капустная белянка
Aphthona euphorbiae
Schrnk..
Phalonia epilinana
Zell.
Psylloides attenuata
Koch.
Otiorrhynchus ligustici
L.
Phorodon Humuli
Schr.
Brevicoryne brassicae
L.
Phyllotreta undulata
Kutsch.,
Ph. nemorum L.
Pieris brassicae L.
Репная белянка
-//-
Капустная совка
-//-
-//-
Pieris rapae L.
Совки
Mamestra brassicae L.
Двукрылые
Весенняя капустная муха
Diptera
Noctuidae
Мухицветочницы
Delia brassicae
Bouche.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 40 из 198
Anthomyiidae
Мухи-псилиды
Морковная муха
-//-
Psila rosae L.
Равнокрылые
Psilidae
Листоблошки
Морковная листоблошка
Trioza apicalis Frst.
Homoptera
Жуки
Triozidae
Долгоносики
Coleoptera
Curculionidae
Мухицветочницы
Луковый скрытнохоботник
Двукрылые
Луковая муха
Ceuthorrhynchus jakovlevi Schltze.
Delia antigua Meig.
Diptera
Anthomyiidae
Вредители плодовых культур
Равнокрылые
Листоблошки
Яблонная медяница
Psylla mali Schmdbg.
Homoptera
Зеленая яблонная тля
Запятовидная яблонная
щитовка
Красный плодовый клещ
Яблонный цветоед
Яблонная плодожорка
Сливовая плодожорка
Вишневая муха
Малинно-земляничный
долгоносик
Земляничный клещ
Triozidae
Тли
-//-
Aphis pomi Deg.
Aphididae
Щитовки
-//-
Lepidosaphes ulmi L.
Diaspididae
Паутинные клеАкариформные клещи
щи
Panonychus ulmi
Koch.
Acariformes
Tetranuchidae
Жуки
Долгоносики
Anthonomus pomorum
L.
Coleoptera
Curculionidae
Чешуекрылые
Листовертки
Laspeyresia pomonella
L.
Lepidoptera
Tortricidae
Grapholitha funebrana
-//-//Tr.
Двукрылые
Пестрокрылки
Rhagoletis cerasi L.
Diptera
Tephritidae
Вредители ягодных культур
Жуки
Долгоносики
Anthonomus rubi
Hbst.
Coleoptera
Curculionidae
Акариформные клещи
Разнокоготковые
Steneotersonemus pallidus Banks.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Acariformes
Страница 41 из 198
клещи
Tarsonemidae
МинноЧешуекрылые
чехликовые моли Lampronia rubilla
Моль почковая малинная
Bjerk.
Lepidoptera
Incurvariidae
Жуки
Малинные жуки
Жук малинный
Byturus tomentosus F.
Coleoptera
Byturidae
Равнокрылые
Тли
Тля красно-смородинная
Cryptomyzus ribis L.
Homoptera
Aphididae
Тля крыжовниковая побеAphis grossulariae
-//-//говая
Kalt.
Чешуекрылые
Стеклянницы
Aegeria tipuliformis
Стеклянница смородинная
Cl.
Lepidoptera
Aegeriidae
Акариформные клещи
Эриофииды
Смородинный почковый
Cecidophyopsis ribis
клещ
Westw.
Acariformes
Eriophyidae
Отряд жуков-вредителей хлебных запасов многочислен по количеству представителей и
широко распространен по всей территории нашей страны. Жуки проходят следующие стадии
развития: из яйца образуется личинка (гусеница с ножками или без них), через определенное
время она окукливается. Из созревшей куколки выходит взрослый, способный к размножению жук. Продукты поедают личинки, а у большиства видов и взрослые насекомые, лишь у
некоторых видов жуков взрослые особи не питаются и погибают сразу после кладки яиц.
Долгоносики - рисовый, амбарный, кукурузный имеют во внешнем облике характерную особенность - длинный хоботок, где находится ротовое отверстие, за что они и получили свое
название. Самки долгоносиков при кладке яиц прогрызают оболочки зерна или крупы, в образовавшуюся лунку кладут яичко и запечатывают отверстие. Вышедшие из яиц личинки
живут внутри зерна (ядра крупы), образуя скрытую зараженность. Питаясь эндоспермом, они
четырежды линяют, окукливаются. Жук, выходящий из куколки, остается в зерне еще 5-7
дней.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 42 из 198
Рис. 1. Вредители зерна и продуктов его переработки: 1 - долгоносик; 2 - притворяшка-вор;
а - жук; б - личинка; 3 - малый мучной хрущак: а - жук; б - личинка; 4 - мучной клещ; 5 - мельничная огневка; а, б - бабочка. в - гусеница
В общей сложности насекомое за время развития поедает до 40 % сухого вещества эндосперма. Затем жук выходит наружу и начинает новый цикл размножения. При благоприятных условиях весь цикл развития от яйца до взрослого жука у разных долгоносиков длится
от 25 до 45 дней; взрослое насекомое живет 6- 12 мес, откладывая за это время от 150 до 500
яиц. Потомство одной пары долгоносиков за год может достигать от нескольких сот тысяч
до миллиона особей.
Рисовый и кукурузный долгоносики очень схожи, длина их до 3,5 мм, окраска от коричневой
до черно-бурой с четырьмя желтоватыми пятнами, хорошо летают, поэтому в южных районах они могут перелетать из зернохранилищ в поля и там заражать зерно. Рисовый долгоносик имеет еще одну особенность: его размеры могут колебаться в зависимости от крупности
продукта, в котором он живет. В мелком зерне и крупе (просе, пшене) его длина бывает почти вдвое меньше обычной, а в крупном (кукурузе) может достигать 4,5-мм. Амбарный долгоносик имеет длину не более 4,5 мм, окраску от коричневой до черной, не летает.
Хрущаками самыми распространенными являются малый мучной и булавоусый. Они питаются зерном и продуктами его переработки, сухими фруктами и овощами. Булавоусый хрущак имеет усики, похожие на булаву, и может летать, мучной - не летает. Среди жуков эти
хрущаки - одни из самых опасных вредителей зернопродуктов. Они скапливаются, в труднодоступных местах хранилищ и перерабатывающих предприятий, в залежавшихся отходах,
зерновой пыли. Жуки имеют пахучие железы, выделяющие жидкость с резким раздражающим запахом, по которому их легко отличить от всех других насекомых. За время жизни (1 3 года) самка откладывает от 300 до 1000 яиц на поверхность продуктов, поэтому скрытой
зараженности у этих жуков не бывает. При чрезмерном размножении взрослые жуки и личинки могут пожирать свои куколки и яички. Несколько реже встречаются гладкий, двуполосый, рогатый, малые темный и черный хрущаки. Последний часто обитает в квартирах в
сухих продуктах, придавая им запах крезола.
Самыми крупными жуками-вредителями хлебных запасов являются большой (до 16 мм) и
темный (до 18 мм) мучные хрущаки. Оба вида хорошо летают. Самки в течение жизни откладывают до 500 яиц. Личинки имеют длительный период развития (до 600 сут.), очень
прожорливы, до 30 раз линяют, сильно загрязняя продукты; они очень устойчивы к холоду при температуре- 5 °С сохраняют жизнеспособность до 80 сут. и до 8 мес. могут обходиться
без пищи.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 43 из 198
Точильщики - зерновой распространен в южных районах, летает, питается зерном, образуя
скрытую зараженность; хлебный предпочитает сухари, печенье, галеты, макароны, охотно
развивается на сухофруктах. Взрослые точильщики не питаются и погибают после кладки
яиц.
Притворяшки - вор, грабитель, шелковистый, шаровидный, желто-бурый горбатый
имеют длинные ноги и внешне несколько напоминают пауков. Свое название получили за то,
что при опасности прижимают ножки к туловищу и замирают. Притворяшки чаще всего повреждают зерно, длительно хранящееся без перемещения. Массовое их появление в хранилищах средней полосы наблюдается в апреле.
Зерновки питаются семенами бобовых культур. Гороховая зерновка в период формирования
бобов в поле откладывает на них до 200 яиц. Личинки прогрызают створки боба и внедряются в горошину. В каждой горошине развивается только одна личинка. Перед окукливанием
она прогрызает в горошине проход к семенной оболочке для выхода из нее жука. На хранение горох поступает уже зараженным. Фасолевая, чечевичная, бобовая и другие зерновки
повреждают соответствующие бобовые культуры. Бабочки, повреждающие хлебные запасы,
относятся к ночным насекомым. В развитии они проходят четыре стадии: яйцо - гусеница куколка - бабочка. Питается только очень прожорливая гусеница, остальные стадии существуют за счет накопленных ею питательных веществ.
Моли - амбарная, зерновая, хлебная и другие предпочитают зерно. Гусеница плетет рыхлый
прозрачный чехлик, прикрепляет его к зерну и прячется в нем. Питаясь, она обгрызает 20-30
зерен, скрепляя их шелковинками так, что образуется гнездо, располагающееся на поверхности насыпи. По гнездам обнаруживают зараженность зерна молями.
Огневки - мельничная и мучная предпочитают жить на мельницах, крупозаводах. Личинки
опутывают паутиной большой слой продуктов, образуя комья до нескольких килограммов.
Личинки прогрызают сита, выводя из Ьтроя оборудование, часто поселяются в трубопроводах и могут полностью закрывать их. Огневки - южная, зерновая, рисовая предпочитают зернохранилища, но могут поселяться и на перерабатывающих предприятиях. Кроме зерна и
продуктов его переработки, могут питаться сухими овощами и фруктами, кондитерскими изделиями и др.
Клещи - мелкие паукообразные животные, широко распространенные повсюду. Они имеют
овальное полупрозрачное беловатое тело длиной от 0,3 до 1 мм. Питаются продуктами животного и растительного происхождения, у зерна выедают зародыш. Из пустых складов перебираются в норы грызунов, но после-заполнения зерном вновь возвращаются. Цикл развития клещей длится 11-28 дней и проходит пять стадий. Из яйца выходит личинка с тремя парами ног, меньших, чем клещ, размеров. После линьки она переходит в нимфу I, имеющую,
как и взрослый клещ, четыре пары ног, еще через несколько дней она превращается в нимфу
II, а затем во взрослого клеща. При неблагоприятных условиях между I и II нимфами может
образоваться еще одна стадия - гипопус (подвижный или неподвижный). Он очень устойчив
к неблагоприятным условиям и может жить без пищи несколько лет, а попав в благоприятные условия, линяет, превращаясь в нимфу II, и продолжает жизнь обычным путем.
Питаются клещи всех стадий развития, кроме яиц и гипопуса. Клещи вызывают потерю массы и всхожести зерна, изменяют его запах, сильно загрязняют экскрементами и шкурками
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 44 из 198
линек. Жесткие хитиновые шкурки могут царапать слизистую оболочку желудочнокишечного тракта человека и животных.
Хлебные клещи - мучной и удлиненный чаще всего встречаются в зерне и продуктах из него.
Несколько реже - волосатые - обыкновенный волосатый и гладкий. Особо следует отметить
хищных клещей - обыкновенного и пузатого. Они питаются не зерном, а другими видами
клещей и насекомых. Однако хищные клещи размножаются медленнее других видов, не отличаются большой прожорливостью, поэтому не могут существенно подавить популяции
других вредителей, но загрязняют продукты.
Для каждого вида вредителей существует своя благоприятная зона температур, влажности
продукта и относительной влажности воздуха окружающей среды, при которых все физиологические процессы наиболее скоординированы.
Оптимальная температурная зона для большинства вредителей лежит в пределах от 20 до
35 °С. При температуре 55- 60 °С довольно быстро гибнет большинство вредителей. Самыми
устойчивыми являются зерновой точильщик, гороховая зерновка и волосатый клещ, выдерживающие такое нагревание до 60 мин. Охлаждение до 0 °С приостанавливает жизнедеятельность, а замораживание ведет к их'гибели. Так, при температуре -10 °С хрущаки погибают в течение 5-6 ч, амбарный долгоносик - через 14 сут., а гороховая зерновка сохраняет
жизнеспособность до 130 сут.
Оптимальная влажность зерна для большинства вредителей лежит в пределах от 13 до 17
%, что соответствует относительной влажности воздуха 60-80 %. Однако зерновая огневка
может жить при влажности продукта 10 %, а малый мучной и була-воусый хрущаки способны размножаться в размолотых продуктах с влажностью 1 %.
Состав газовой среды в межзерновых пространствах очень важен. При содержании кислорода около 10 % большинство вредителей погибают в течение 3 сут. Наиболее устойчивыми к кислородному голоданию являются личинки большого мучного хрущака, погибающие
при содержании кислорода менее 5 %.
Меры борьбы с амбарными вредителями можно подразделить на истребительные и предупредительные.
Истребительные меры борьбы, наиболее безопасные для пищевого зерна, прежде всего
должны основываться на изменении его температуры: сушка при 55-60 °С, охлаждение в
зимнее время ниже 0 °С дают хорошие результаты. Весьма эффективным является хранение
продуктов в герметизированных емкостях с пониженным содержанием кислорода.
В настоящее время широко внедряются радиационные меры борьбы с вредителями. Облучение зерна небольшими дозами рентгеновских лучей (до 20 крад) не причиняет вреда зерну,
но вызывает полную половую стерилизацию вредителей. Утратившие способность к размножению вредители постепенно вымирают. Особенно быстро этот процесс происходит при
температуре 20- 25 °С в первые дни после облучения.
Применение химических средств борьбы с амбарными вредителями (пестицидов) также эффективно. Однако их использование связано со многими неприятными последствиями.
Большинство химических препаратов небезопасно для здоровья людей, могут снижаться
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 45 из 198
также семенные качества зерна. Кроме того, для уничтожения разных вредителей применяют
разные ядохимикаты. Для фумигации чаще всего применяют бромистый метил, дихлорэтан,
нитрохлороформ. Контактные ядохимикаты - карбофос, фоксим, метилнитрофос, дихлорофос и другие чаще всего применяют для обеззараживания зернохранилищ, иногда поверхности мешков при хранении затаренных в них продуктов. Все работы с ядохимикатами осуществляются специальными организациями.
Большие работы проводятся по изучению и внедрению биологических методов борьбы с амбарными вредителями. Это использование ювенильных гормонов (регуляторов роста) насекомых, ингибиторов синтеза хитина, применение возбудителей грибковых, бактериальных и
вирусных заболеваний амбарных вредителей и др.
Предупредительные меры борьбы направлены прежде всего на тщательную подготовку
(обеззараживание) зернохранилищ. Известно, что многие виды насекомых способны длительное время жить без пищи, поэтому даже в пустых хранилищах, зараженных вредителями, самообеззараживания при отсутствии пищи не происходит. Помещения и емкости, предназначенные для хранения зерна и других продуктов, тщательно освобождают от остатков
продуктов и пыли, если возможно, проводят влажную уборку, дезинфекцию и побелку. Обязательно освобождают от сорняков, органических остатков и прочего мусора пространство
вокруг хранилищ.
При закладке на хранение обязательно проверяют зараженность зерна как в явной, так и в
скрытой форме. Зараженное зерно складируют отдельно от здорового. У партий зерна, зараженных долгоносиками или клещами, устанавливают следующие степени зараженности:
Степень зараженности Количество штук в 1 кг: долгоносиков клещей
I
До 5 До 20
II
6-10 Более 20
III
Свыше 10 Нельзя сосчитать
При наличии других вредителей степени зараженности не предусмотрены. Отмечают лишь
их присутствие.
Грызуны - мыши и крысы также наносят большой ущерб зерновому хозяйству. Хотя в
зерновой массе они не живут, но могут загрязнять ее экскрементами Показатели, характеризующие количество зерна основной культуры
Зерно, поврежденное клопом-черепашкой, полевым вредителем, нападающим чаще всего
на озимую пшеницу, но питающимся и другими злаками. На месте прокола остается темная
точка, окруженная резко очерченным пятном сморщившейся беловатой оболочки, эндосперм
в месте укуса при надавливании крошится. Клоп-черепашка оставляет в зерне очень активные протеолитические ферменты. Сильная пшеница при содержании 3-4 % поврежденных
зерен переходит в группу слабой. Клейковина из зерна, поврежденного клопом-черепашкой,
под действием этих ферментов быстро разжижается. Выпеченный хлеб получается малых
объема и пористости, плотным, с поверхностью, покрытой мелкими трещинами, невкусным.
Микотоксикозы - поражение различными грибными заболеваниями при выращивании,
уборке, нарушении режимов хранения зерна. Уже упоминавшиеся ранее спорынья и головня
являются примерами таких заболеваний.
Грибы рода фузариум (Fusarium sporotrichiella) повреждают зерно всех культур, чаще настоящих злаков. Заражение происходит в поле, но развитие грибов в хранилище прекращается
только при снижении влажности зерна до 14 %. В зерне, перезимовавшем в поле, часто
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 46 из 198
накапливается много токсинов этого гриба. Грибы этого рода продуцируют ряд токсинов, в
том числе трихотецены и зеараленон, вызывающие тяжелые отравления человека и животных. У человека потребление хлеба, полученного из муки, содержащей мицелий фузариума,
вызывает отравление, похожее на опьянение: появляются дурнота, головокружение, рвота,
сонливость и т. д. При этом ослабляется функция костного мозга, поэтому резко падает доля
лейкоцитов в крови. Затем развивается никротическая ангина. Зерно, пораженное фузариумом, хранят отдельно от продовольственного и фуражного и используют для технических
целей. Микотоксины образуют и другие плесневые грибы, которые могут развиваться на поверхности зерна и продуктов его переработки при неблагоприятных условиях хранения.
Афлатоксины, поражающие печень и обладающие выраженным канцерогенным действием,
продуцируются грибами рода аспергиллов (Asp. flavus и Asp. parasiticus). Охратоксины вырабатывают грибы рода пенициллов (P. veridicatum, P. variabile, P. commune и др.). Охратоксины также поражают печень и обладают коканцерогенным действием. Многие другие плесневые грибы также могут продуцировать токсины. К настоящему времени выделено и изучено свыше 100 микотоксинов; они устойчивы к применяемым при переработке зерна температурам, кислотам или восстановителям. Поэтому наиболее надежным способом предохранения от них пищевых продуктов является исключение плесневения зерна. Дефектным считается также зерно, поврежденное самосогреванием и нарушениями режимов сушки.
Контрольные вопросы:
1. Какие виды вредителей зерновых культур вам известны?
2. Какие виды вредителей картофеля вам известны?
3. Какие виды вредителей сахарной свеклы вам известны?
4. какие виды вредителей овощных и плодовых культур вам известны?
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ №5
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРУП
Ассортимент крупы, вырабатываемой в нашей стране, приведен в табл. 1. Он основан на
особенности состава крупы, способе обработки поверхности, величине крупинок, чистоте
крупы.
Гречневая крупа
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 47 из 198
Из гречихи вырабатывают две разновидности крупы: ядрицу (целую) и продел (колотую).
Последний образуется при шелушении гречихи и отделяется от ядрицы просеиванием. Ядрица и продел, приготовленные из непропаренного зерна, имеют светло-зеленую окраску и
мучнистую консистенцию. Быстроразваривающиеся ядрица и продел отличаются от обыкновенных тем, что их готовят из пропаренного зерна; они имеют коричневый цвет, так как в
процессе гидротермической обработки хлорофилл окисляется. Коричневый цвет каши обусловлен водорастворимым пигментом фагопирином, находящимся в семенной оболочке. При
про-паривании крахмал набухает, плотно заполняет клетки эндосперма и частично клейстеризуется, что придает ему стекловидную или-полустекловидную консистенцию.
Пищевая ценность. Основным компонентом крупы является крахмал (крахмальные зерна
мелкие, округлые или многогранной формы). Содержание сахаров в быстроразваривающейся крупе несколько меньше, чем в обыкновенной. Основным сахаром является сахароза, моносахариды составляют десятые доли процента. Ядро гречневой крупы не шлифуется, поэтому клетчатки в нем содержится до 2 %, гемицеллюлоз - до 5 %.
Таблица 1
Крупа
Содержание, % на сухое вещество
Бел Крах Сах Клет Гем Зола
Пшено шлифованное
Гречневая ядрица
Гречневый
продел
Рисовая .
Овсяная
Хлопья «Геркулес»
Толокно
Перловая
Полтавская
Манная
Кукурузная
Горох шелушений
Пионерская
Здоровье
Спортивная
Флотская
Южная
Энергетическая
Минеральные элементы,
ценность на
мг %
100 г
ККал
кДж
Витамин
Е
.
В1
14,0 75,3
2,0
0,8
3,4
1,3
334
1397 39 201 27 101 233 7,0 0,15 0,02
14,7 74,1
2,3
1,3
3,0
2,0
329
1377
- 167 70 98 298 8,0
0
0,53
11,0 75,3
2,4
1,3
2,2
1,5
326
1364
-
- 253 4,9
0
0,42
8,1 85,7
13,5 62,2
1,3
3,3
0,5
3,2
0,7
6,6
0,8
2,4
323'
345
1351 26 54 24 21 97 1,8
1444 45 292 64 116 361 3,9
0
0
0,08
0,49
14,9 67,3
3,7
1,5
7,0-
1,9
355
1485
0
0,45
13,2
10,8
14,8
13,1
9,7
60,1
76,4
79,2
81,7
81,9
1,9
1,9
2,9
1,5
2,3
2,1
1,2
0,8
0,2
0,9
6,4
1,3
1,3
0,8
1,4
2,0
1,0
1,0
0,6
0,8
357
324
325
326
325
1494 23 351 58 111
1356 - 172 38 94
1360 - 1364 22 120 20 30
1360 55 147 20 36
26,7 55,5
4,0
1,3
1,7
3,0
323
1351
- 731 89 88 226 7,0 0,05 0,90
-
-
-
-
2,5
0,7
6,2
2,4
3,6
-
331
324
356
325
331
1385
1356
1489
1360
1365
- 245 278 118
- 311 257 58
- 529 293 135
- 35 52 110
- 580 27 82
20,3
18,3
21,5
13,2
15,3
73,7
78,2
73,3
79,7
76,6
-
-
-
-
48
52 142 363 7,8
328
323
261
84
109
415
267
442
277
220
10,7 0
3,3 0
6,4 0
2,3 0
2,7 0,20
1,7
1,5
3,7
1,9
2,7
0
0
0
0
0
0,22
0,12
0,30
0,14
0,13
0,41
0,22
0,40
0,45
0,44
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Сильная
24,4 68,2
-
Ред. № 1 от ________________
-
2,3
-
325
1360
Страница 48 из 198
- 686 56 97 319 4,0
Таблица 2
Ассортимент крупы
Название зерновой культуры
1
Рис - зерно
Гречиха
Виды крупы
Разновидности
Группы
2
3
4
Рис
Гречневая
.
Просо
Пшено
Овес
Овсяная
Хлопья Геркулес
Ячмень
Перловая
Ячневая
Пшеница
Полтавская
Манная
Шлифованный Обыкновенный
Полированный БыстроразваДробленый
ривающийся
Ядрица
Обыкновенная
Быстроразваривающаяся
Продел
Обыкновенный
Быстроразваривающийся
Шлифованное
-
Марки Номера
5
6
-
-
-
-
1-й, 2-й
-
-
1-й, 2-й
-
-
-
-
-
Высший,
1-й, 2-й
Высший,
1-й
Высший,
1-й
Цельная шлифованная
-
-
-
Плющеная
-
-
-
-
-
-
1,2,
3,4,5
-
-
1,2,3
-
-
1,2, 3,4
-
-
-
Шлифованная Обыкновенная
Быстроразваривающаяся
Шлифованная Обыкновенная
Быстроразваривающаяся
-
-
Товарные
сорта
7
Высший,
1-й, 2-й
М, Т,
-
-
мт
Кукуруза
Кукурузная
Горох
Горох
шелушеный
1,2,
-
-
Целый полированный
Желтый Зеленый
-
-
-
Колотый по-
Желтый Зеле-
-
-
-
Шлифованная
3,4,5
0
0,86
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
лированный
Из муки различных зерновых
культур с обогатительными добавками
Крупы повышенной биологической
ценности
Семена бобовых
культур
Фасоль, чечевица, чина,
нут, вигна
Страница 49 из 198
ный
Белковые вещества представлены в основном альбуминами и глобулинами. В быстроразваривающейся крупе их меньше, что связано с тепловой денатурацией этих фракций белка в
процессе гидротермической обработки. Белки крупы характеризуются высокой ценностью
по аминокислотному составу, они содержат все незаменимые аминокислоты, в том числе повышенное количество лизина и аргинина (в 100 г сухого вещества гречневой крупы содержится 1 г лизина, в пшене - 0,25 г).
Липиды крупы на 80 % состоят из ненасыщенных жирных кислот. Однако в жире гречневой
крупы содержится значительное количество глицеридов пальмитиновой и олеиновой кислот,
что способствует его стойкости при хранении. Хорошую сохраняемость крупы обусловливает значительная доля в жире изомеров, токоферолов, обладающих антиокислительными
свойствами.
Гречневая крупа характеризуется ценным минеральным составом (фосфором и калием, кальцием и железом). Она богата магнием и марганцем, в своем составе содержит также натрий,
медь, цинк.
Гречневая крупа богата витаминами Bi, В2, PP. В проделе несколько больше крахмала и
меньше остальных веществ по сравнению с ядрицей.
По содержанию примесей и доброкачественного ядра ядрицу обычную и быстроразваривающуюся делят на 1-й (99,2 %) и 2-й (98,4 %) сорта; продел на сорта не делят, содержание
доброкачественного ядра в нем должно быть не менее 98,3 %.
Потребительские достоинства. Крупа из гречихи быстро разваривается (20-40 мин), в 4-5
раз увеличиваясь в объеме. Высокая пищевая и потребительская ценность гречневой крупы
обусловливает ее исключительную роль в питании.
Рисовая крупа
Рисовую крупу - шлифованную, полированную и дробленую вырабатывают из зерна риса.
Характеристика сырья. Рис в мировом зерновом хозяйстве стоит на втором после пшеницы
месте по посевным площадям, но существенно превосходит ее по урожайности. Рис - растение тепло- и влаголюбивое, способное нормально развиваться только в периодически затапливаемых местах. Выращивают его в дельтах рек или близ оросительных каналов на поляхчеках, приспособленных для заполнения в определенные периоды водой. Менее требовательные к воде сорта риса возделывают с применением обильных поливов через 6-10 дней
без создания устойчивого слоя воды. Однако, как правило, эти сорта менее урожайны и дают
зерно несколько худшего качества, чем затопляемые.
Возделываемые в нашей стране сорта риса в основном относятся к японской ветви: они характеризуются продолговатой или овальной широкой зерновкой, имеющей отношение длины к ширине от 2,9:1 до 1,5:1. В небольшом количестве в южных районах Закавказья возделывают сорта, принадлежащие к индийской ветви, имеющие длинное тонкое узкое зерно с
отношением длины к ширине 3,0:1,0 и более. Следует отметить, что зерна короткие и округлые легче шелушатся и дают больший выход крупы, чем узкие и длинные. Зерновка риса
пленчатая, довольно крупная, масса 1000 зерен составляет 16-38 г. Количество цветковых
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 50 из 198
пленок колеблется от 17 до 23 %. Пленки имеют продольные ребра, которые повторяются и
на поверхности ядра.
Плодовая и семенная оболочки тонкие, их доля составляет 4-5 % массы зерновки. Окраска
семенной оболочки у сортов риса, выращиваемых в СССР, обычно бывает серебристо-серой,
разных оттенков. У некоторых разновидностей она содержит красно-коричневые пигменты.
Хотя такой рис у нас не возделывается, но встречается как примесь. Присутствие зерен с
красной зерновкой требует более тщательной шлифовки при выработке крупы, что снижает
ее выход. На долю зародыша в рисе приходится 2-3 %, эндосперм составляет 65-67 % массы
зерновки. Консистенция эндосперма риса чаще всего бывает стекловидной, но иногда он
имеет мучнистое пятно, расположение которого имеет значение при переработке зерна.
Наиболее благоприятным является продольное расположение мучнистого пятна у верхнего
ребра зерновки, что способствует сохранению целостности ядра при шелушении. Смещение
мучнистого пятна в среднюю часть эндосперма увеличивает его хрупкость и снижает выход
крупы. Необходимо отметить также, что стекловидность риса связана не с повышенным содержанием белков, как это наблюдается у других злаков, а с высокой долей амилозы в крахмале. В зерновой массе риса иногда встречаются недозревшие зерна, они мельче, имеют
мучнистую (меловую) консистенцию, легко крошатся при надавливании, уменьшая выход
крупы. Некоторые недозревшие зерна сохраняют зеленоватую окраску эндосперма, что портит внешний вид крупы.
Эндосперм риса довольно легко растрескивается при неблагоприятных погодных условиях
во время созревания и уборки, при неосторожном обмолоте, нарушении режимов сушки.
Трещиноватость появляется в результате быстрого удаления влаги и уменьшения объема поверхностных слоев ядра, когда внутренние остаются влажными и более объемными. Трещиноватые зерна при шелушении легко дробятся, уменьшая выход целой крупы. Ядро риса легко желтеет при нагревании свыше 40 °С вследствие меланоидинообразования или плесневения. Пожелтевшие зерна портят вид крупы и могут содержать микотоксины.
По стандарту рис делят на три типа в зависимости от формы зерна: I - зерно продолговатое
широкое; II - зерно продолговатое узкое тонкое. Каждый из этих типов делится по консистенции эндосперма на два подтипа - зерно стекловидное и полустекловидное; III-зерно
округлое; предусмотрено три подтипа- стекловидное, полустекловидное и мучнистое.
Рис шлифованный - это зерна, с которых полностью удалены цветочные пленки, плодовые и
семенные оболочки, зародыш и большая часть алейронового слоя. Поверхность ядра слегка
шероховатая, белого цвета, покрыта мучелью. На отдельных ядрах могут быть остатки семенной оболочки.
Полированный рис представляет собой чистый эндосперм, имеющий глянцевую гладкую
поверхность, стекловидную консистенцию. Его получают из стекловидного шлифованного
риса, дополнительно обработанного на полировочных машинах.
Дробленый рис получают при выработке шлифованного и полированного риса. Он представляет собой кусочки эндосперма риса менее 2/з его размера, не проходящие через сито с
диаметром отверстий 1,5 мм.
Пищевая ценность. Среди других видов крупы рис выделяется наиболее высоким содержанием крахмала (до 85 % сухого вещества). Крахмальные гранулы мелкие - от 2 до 10 мкм,
многогранной формы, собраны в сферические скопления. Мелкие крахмальные гранулы легко усваиваются огранизмом, что делает рис диетическим продуктом. У обыкновенного риса
крахмал состоит из амилозы (17%) и амилопектина (83%), а у глютинозного (клейкого) только из амилопектина. В изломе клейкий рис- матовый, стеариногтодобный. Температура
клейстеризации рисового крахмала находится в пределах 58-61 °С. В рисовой крупе мало
Сахаров, клетчатки и пентозанов.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 51 из 198
По количеству белков рис уступает другим крупам. В составе белков преобладает глютелин
(оризенин) -60%. Аминокислотный состав белков риса достаточно полноценен. Основной
лимитирующей аминокислотой является лизин.
В рисовой крупе очень мало липидов, что способствует ее хорошей сохраняемости. Липиды
риса на 76 % состоят из ненасыщенных жирных кислот, в том числе линолевой - до 45 %.
Шлифованный и особенно полированный рис бедны минеральными веществами. По минеральному составу рисовая крупа близка к пшену.
Недостатком крупы является крайне низкое содержание витаминов. При получении шлифованного риса теряется от 29 до 72 % витамина Вь до 29 % - В2 и до 53 % - PP. При выработке
полированной крупы эти потери больше.
В некоторых странах для обогащения эндосперма витаминами проводят гидротермическую
обработку при особых режимах: замачивают зерно в теплой воде (50-60 °С) в течение 2,5-3 ч.
Происходит диффузия витаминов из периферийных частей в центральную часть эндосперма.
Затем зерно пропаривают при мягких режимах и сушат. При этом содержание витамина Bi
увеличивается в 3-4 раза, В2 - в 1,5 раза, РР - в 2 раза. Повышается также содержание таких
важных элементов, как Са (на 33 %) и Fe (на 50%). Однако при такой обработке крупа несколько темнеет и приобретает специфические вкус и запах.
В зависимости от степени обработки рис шлифованный и полированный несколько различаются по химическому составу. В полированном рисе больше крахмала и меньше белков и
всех остальных веществ. Дробленый рис по пищевой ценности занимает промежуточное положение.
Шлифованную и полированную крупу делят на высший, 1-й и 2-й сорта. Ввиду высокой
хрупкости ядра в шлифованном и полированном рисе установлено довольно высокое предельное содержание дробленого ядра (в %): в рисе высшего сорта - до 4, 1-го - до 9, 2-го - до
13.
Особенностью оценки рисовой крупы является определение в ней глютинозных и пожелтевших ядер (глютинозных - от 1 до 5 %; пожелтевших - от 0,5 до 8 %), а в дробленом рисе также и шелушеной просянки (трудноотделимый сорняк).
Рисовая крупа обладает высокими потребительскими достоинствами. Время варки ее 20-40
мин; при этом объем увеличивается в 4-6 раз. При правильной варке сохраняет рассыпчатую
консистенцию и имеет прекрасный вкус. Наиболее высокими кулинарными свойствами отличается рис, имеющий стекловидное ядро удлиненной формы.
Пшено шлифованное
Характеристика сырья. В нашей стране производственное значение имеют два вида проса.
Основное распространение имеет просо обыкновенное посевное, метельчатое Panicumonilia-ceum L. Второй вид проса - головчатое, или щетинистое,- Setoriaitalicah.
Просо обыкновенное является одной из основных крупяных культур. Кроме того, в небольших количествах ее используют для получения муки, в пивоварении и спиртовой промышленности, оно имеет и кормовое значение. Хотя просо - культура неприхотливая, она
все же требовательна к теплу, поэтому основные площади посевов сосредоточены в засушливых районах юга и юго-востока нашей страны.
Зерновка проса мелкая, шаровидная или овальная, масса 1000 зерен 3-11 г. Крупность проса важный технологический признак (крупное зерно содержит меньше пленок и дает более высокий выход крупы).
Цветковые пленки проса твердые, хрупкие, гладкие, глянцевитые, они плотно облегают ядро,
но срастаются с ним только у рубчика - места прикрепления к метелке. Количество цветковых пленок составляет Л5-20 %, но может колебаться от 12 до 35 %. Окраска пленок изменя-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 52 из 198
ется от белой до почти черной. С окраской цветковых пленок до некоторой степени связаны
технологические свойства - просо белое, кремовое и красное шелушится легче, чем желтое,
коричневое, серое и черное. Особенностью проса также является неодновременность цветения колосков в метелке, вследствие чего в зерновой массе всегда присутствует некоторое количество недоразвитых зерен - остряка, который затрудняет переработку, снижает выход и
качество крупы.
Плодовые и семенные оболочки тонкие, бесцветные, составляют около 3 % массы зерновки.
На долю алейронового слоя приходится в среднем 6 %, эндосперма - 65-70 и зародыша - 58%.
Окраска ядра от кремовой до интенсивно желтой и зависит от стекловидности эндосперма и
содержания в нем каротиноидов. Обычно стекловидное ядро имеет более яркую окраску и
дает крупу лучшего товарного вида.
По стандарту просо делят на три типа в зависимости от окраски цветковой пленки: I - белое
и кремовое; II - красное всех оттенков и коричневое; III - от золотисто-желтого до темно-и
серовато-желтого. В крупяную промышленность направляют просо всех типов, содержащее
не менее 74 % чистого ядра и соответствующее требованиям стандарта по другим показателям.
Просо головчатое более теплолюбиво и засухоустойчиво, чем просо обыкновенное; вегетационный период длится 4-4,5 мес, поэтому его посевы встречаются в республиках Средней
Азии, Закавказья, Казахстане и на Дальнем Востоке под различными местными названиями:
чумиза, бор, гоми, китайское просо. Однако наиболее известным его названием является
чумиза. Отличается от обыкновенного проса соцветием - колосовидной метелкой, стержень
которой и его боковые ветви сильно опущены. Метелка может иметь длину до 50 см, но зерна в ней созревают почти одновременно, этим чумиза выгодно отличается от обыкновенного
проса. Зерно чумизы очень мелкое - масса 1000 зерен 1,5-4,0 г. Пленчатость колеблется от 15
до 20%, цветковые пленки легко шелушатся. Окраска цветковых пленок от кремовой до
оранжево-красной; ядро светло-желтое. По химическому составу напоминает просо, но содержит несколько больше белков и лизина. Используется местным населением для получения крупы.
Сорго - теплолюбивая засухоустойчивая культура, благодаря мощной корневой системе,
уходящей в почву на 2-2,5 м, дает высокие урожаи там, где другие злаки практически расти
не могут. В нашей стране посевы сорго невелики и сосредоточены в республиках Средней
Азии (особенно Каракалпакской АССР), засушливых юго-восточных районах РСФСР и
Украины.
В зависимости от назначения сорта сорго может быть зерновым, используемым для получения крупы, муки, крахмала; сахарным, в сочных стеблях которого накапливается до 20 %
сахара; веничным, метелки которого служат для изготовления веников и щеток, а зерно используют на корм птице.
Зерновое сорго имеет довольно крупное зерно (округлое или овальное) с массой 1000 семян 20-40 г, иногда до 70 г. Зерновка может быть голозерной, но чаще пленчатая. Однако доля
цветковых чешуи у зернового сорго невысока - 6-8 %. Они охватывают зерно не полностью и
при шелушении легко удаляются. Плодовая и семенная оболочки составляют 8-9,5 %. В семенной оболочке, а иногда и в алейроновом слое находятся пигменты, придающие ядру
окраску от белой или желтой до коричневой. Для крупы и муки лучше использовать белое
ядро. Зародыш сорго хорошо развит и составляет 6-10 % массы зерновки. На долю эндосперма приходится 80-86 %, он может быть стекловидным или мучнистым. Из стекловидного зерна получается крупа лучшего товарного вида, дающая рассыпчатую кашу.
Характеристика крупы. Пшено шлифованное - это ядро проса, освобожденное от цветковых пленок, плодовых и семенных оболочек и частично или полностью от алейронового слоя
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 53 из 198
и зародыша. При этом зародыш должен быть удален у 70-80 % зерен. Оно имеет шаровидную форму с небольшим углублением на месте зародыша. Поверхность крупинок матовая,
шероховатая, с темной точкой на месте соединения цветковых пленок с ядром. В зависимости от сортовых особенностей и условий произрастания проса пшено может различаться величиной ядра, окраской (от светло-до ярко-желтой), консистенцией (от мучнистой до стекловидной), количеством белка, крахмала, каротиноидов, составом зольных элементов. Ценится пшено с ярко-желтой окраской, стекловидное, с крупным ядром, но проходящее через
сито с отверстиями диаметром 1,7-1,8 мм, так как оно обладает лучшими потребительскими
достоинствами.
Пищевая ценность. Основной составной частью пшена является крахмал, состоящий из
мелких зерен (не более 10-12 мкм). Температура клейстеризации крахмала - 65-68 °С. В составе крахмального вещества около 20 % приходится на амилозу, остальное - на амилопектин. Крахмал в обычных условиях мало гидрофилен, но при нагревании с водой сильно
набухает, чем объясняется большое увеличение объема крупы при ее варке. Крахмал легко
гидролизуется амилазами, что может способствовать накоплению декстринов, которые обусловливают вязкость каши. Однако в процессе шлифования пшена а-амилаза, находящаяся в
зародыше, удаляется, и каши получаются более рассыпчатой консистенции. Малая гигроскопичность и растворимость, повышенная температура клейстеризации указывают на плотную
упаковку макромолекул в крахмальных гранулах пшена. Остальные углеводы представлены
сахарами (2,0 %, из них моносахаридов - 0,2%); пентозанами (3%) и клетчаткой (около 1 %).
Белками более богата крупа, выработанная из проса, выращенного в районах Поволжья. Основной белок пшена проламин (паницин) лучше растворяется в спирте при температуре 60
°С. Белки пшена бедны лизином, триптофаном и гистидином. По содержанию лизина они
беднее рисовой крупы в 2 раза, гречневой - в 3 - 4 раза.
Липиды пшена состоят в основном из ненасыщенных жирных кислот (около 92%), среди
которых преобладающей является линолевая (67 %). Это способствует быстрому прогорканию крупы при хранении. Однако, если этот процесс не зашел далеко, то при тщательной
промывке крупы продукты окисления жира удаляются и каша не будет иметь горького привкуса. По содержанию зольных элементов пшено занимает среднее положение среди других
видов крупы. Оно богато фосфором, однако более 50 % его приходится на долю фитинового,
что снижает пищевую ценность крупы. В пшене мало кальция и таких важных микроэлементов, как железо, цинк и медь.
Пшено характеризуется довольно высоким содержанием витамина В1 и низким количеством
В2. Окраску пшену придают желтые пигменты, близкие к каротину и ксантофиллу. Эти пигменты находятся в эндосперме, и удаление семенных оболочек не влияет на окраску крупы.
При хранении пшена, особенно на свету, они легко окисляются в бесцветные соединения, и
крупа из желтой превращается в белую с сероватым оттенком; ухудшается товарный вид
продукта. Пшено шлифованное делят на три сорта: высший, 1-й и 2-й.
Потребительские достоинства. Пшено относительно быстро разваривается - за 25-30 мин,
увеличиваясь в объеме в 4-6 раз. Пшенная каша имеет хороший вкус и рассыпчатую мягкую
консистенцию. Близкой к пшену является крупа, приготавливаемая из зерна чумизы и зернового сорго. У нас эти виды крупы вырабатываются мало, главным образом в республиках
Средней Азии, на Дальнем Востоке и Украине. Крупа из чумизы по размеру в 2-3 раза мельче пшена, быстро варится и увеличивается в объеме в 3-3,5 раза. Консистенция каши может
быть рассыпчатой и вязкой; по вкусу напоминает пшенную кашу. Крупа из сорго значительно крупнее пшена; варится 30-45 мин, увеличиваясь в объеме в 2,0-2,5 раза. Вкусовые достоинства ее удовлетворительные. Оба вида крупы в централизованную торговую сеть не поступают.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 54 из 198
Овсяная крупа
Из овса вырабатывают крупу пропаренную недробленую шлифованную и плющеную. Кроме
того, он используется для производства концентратов - Геркулеса и толокна, их характеристика дана в гл. 8.
Характеристика сырья. Основные посевы овса сосредоточены в центральных нечерноземных и черноземных областях, Белоруссии, Прибалтике, Приуралье и Западной Сибири.
Овес - культура пленчатая, количество цветковых пленок у низкопленчатых сортов достигает 24 %, у высокопленчатых - более 33 %. Окраска цветковых пленок положена в основу деления овса на типы. Она может быть белой (светло-кремовой или слегка розоватой) и желтой
разной интенсивности. Очень редко встречается овес с коричневой цветковой пленкой.
Окраска легко изменяется, темнеет при неблагоприятных условиях уборки и хранения, что
учитывается при оценке зерна. Цветковые пленки с ядром не срастаются, поэтому сравнительно легко удаляются при шелушении. Плодовые и семенные оболочки почти бесцветные,
тонкие; их доля составляет 4-5 %, причем около 1,5 % приходится на волоски опушения, образуемые наружным слоем плодовой оболочки и покрывающие всю поверхность ядра. Алейроновый слой состоит из одного ряда клеток и составляет 6-8 % зерновки. Зародыш у овса
довольно крупный - 3-4 % зерна. На долю эндосперма приходится 50-55 % массы зерновки.
Эндосперм у овса рыхлый, мучнистый, белого цвета.
Стандартом предусмотрено деление овса на два типа: I - продовольственный, II - кормовой.
В I типе различают два подтипа- белый и желтый; II тип на подтипы не делят. Кондиции
устанавливаются так же, как и у других культур.
В крупяную и пищеконцентратную промышленность поступает овес только I типа. Дополнительными показателями его качества являются: содержание чистого ядра (не менее 63%),
мелких зерен (не более 5 %); более строго ограничивается наличие примесей (сорной - до 2,5
%, зерновой - до 3 %).
Характеристика крупы. Недробленая пропаренная шлифованная крупа представляет собой целые ядра овса, освобожденные от цветковых пленок, волосков и в какой-то степени от
оболочек и зародыша. Поверхность крупинок гладкая, светло-кремового цвета, так как при
гидротермической обработке овса протекает реакция меланоидинообразования; консистенция ядра мучнистая.
Плющеная крупа вырабатывается из недробленой пропаренной шлифованной крупы, которую повторно пропаривают, подсушивают, а затем плющат на рифленых вальцах в лепестки
толщиной 1 -1,2 мм. На поверхности крупинок остается заметный характерный рисунок от
вальцов.
Пищевая ценность. Овсяная крупа характеризуется более низким содержанием крахмала,
чем другие виды. Он состоит из мелких зерен размером от 5 до 12 мкм. В составе крахмала
около 22 % приходится на амилозу, сахара в основном представлены сахарозой; редуцирующие сахара составляют десятые доли процента. Овсяная крупа содержит значительное количество клетчатки (3,2 %) и пентозанов (5-7 %), что в определенной степени затрудняет
усвоение питательных веществ.
По количеству белков овсяная крупа превосходит другие виды (за исключением бобовых).
Основными белками являются альбумины и глобулины, доля которых составляет 60 %. По
фракционному составу белков они близки к гречневой крупе. Белковые вещества овсяной
крупы характеризуются высоким содержанием почти всех незаменимых аминокислот. Особенностью крупы из овса является также значительное содержание жира - 5-8 %. Липиды
овсяной крупы на 80 % состоят из ненасыщенных кислот, представленных в основном олеиновой и ленолевой. Значительное количество линолевой кислоты делает крупу неустойчивой
при хранении.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 55 из 198
Минеральный состав овсяной крупы характеризуется большим разнообразием. По содержанию отдельных элементов овсяные крупы превосходят гречневые. Однако недостатком
крупы является большое количество фитинового фосфора (70 % общего его содержания).
Овсяная крупа богата витаминами В| и В2> содержит витамины РР и Е. Крупу недробленую
пропаренную шлифованную и плющеную в зависимости от качества делят на высший и 1-й
сорта. Товарный вид крупы ухудшают шлифованные зерновки пшеницы и ржи, которые
имеют иную окраску (допускается ДоЗ%).
Потребительские достоинства. Недробленая овсяная крупа медленно разваривается, время
варки ее около часа. Увеличивается в объеме всего лишь в 3 раза. Несколько быстрее варится
плющеная крупа, так как при расплющивании нарушается целостность оболочек и облегчается доступ влаги к эндосперму. И та и другая крупа дает каши вязкой, плотной консистенции, с невысокими вкусовыми достоинствами. В то же время овсяные каши используют в
лечебных целях.
Ячменная крупа
Перловая и ячневая крупа вырабатывается из ячменя.
Характеристика сырья. Ячмень используют не только в крупяной промышленности, но и в
мукомольной, пищеконцентрат-ной, пивоваренной и спиртовой.
По расположению зерен на стержне колоса ячмень может быть двурядным и многорядным.
У двурядного ячменя с каждой стороны находится по одному зерну; такой ячмень дает крупное, правильной формы, хорошо выравненное зерно; у многорядного на каждом уступе
стержня развивается по три зерна, из них среднее - более крупное и симметричное, а боковые
мельче, со слегка изогнутой нижней частью, несимметричные. В целом партии многорядного
ячменя характеризуются плохой выравненностью по крупности.
Зерновка ячменя довольно крупная. Масса 1000 зерен в среднем составляет 30-40 г (может
колебаться от 20 до 65 г), длина достигает 10 мм, ширина и толщина - 4 мм. Доля цветковой
пленки составляет 10-12 %, однако она прочно склеена с плодовой оболочкой, что затрудняет ее отделение. Плодовая оболочка составляет 3,5-4,0%, семенная - 2,0-2,5% массы зерновки.
Окраска семенной оболочки может быть светло-желтого и сине-зеленого цветов. Для
крупяной промышленности ценится зерно со светлоокрашенными цветковыми пленками и
семенными оболочками. Особенностью зерновки ячменя является сильно развитый алейроновый слой, состоящий из 2-5 рядов клеток, доля которого достигает 12-14 %. Доля зародыша составляет 2,5-3 %, эндосперма - 63-69 %; консистенция его чаще всего бывает полустекловидная, но может быть стекловидной или мучнистой. По химическому составу зерновка
ячменя, освобожденная от цветковых пленок, близка к пшенице. Белки некоторых сортов
ячменя образуют от 3 до 28 % клейковины, по качеству она очень крепкая, короткорвущаяся,
иногда крошащаяся.
Характеристика крупы. Перловая крупа имеет хорошо зашлифованные крупинки с гладкой поверхностью. Она представляет собой эндосперм ячменя с незначительными остатками
плодовых и семенных оболочек и алейронового слоя. В зависимости от крупности перловую
крупу вырабатывают пяти номеров. Крупа № 1 и 2 имеет овальную форму, белого или слегка
желтоватого цвета, крупа № 3, 4 и 5 - шаровидную форму, белого цвета с темными полосками на месте бороздки.
Ячневая крупа состоит из крупинок неправильной формы с острыми гранями, желтоватосерого цвета. На поверхности крупинок могут быть остатки плодовых и семенных оболочек
и алейронового слоя. По крупности ячневую крупу выпускают трех номеров.
Пищевая ценность. Ячменная крупа по пищевой ценности близка к пшеничной шлифовальной крупе. Ячменная крупа богата крахмалом. Размер крахмальных зерен колеблется от
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 56 из 198
5 до 12 мкм. Крахмальные зерна сравнительно медленно набухают и клейстери-зуются. Температура их клейстеризации - 58-63 °С. Амилоза составляет около 22 %. Сахара представлены в основном сахарозой.
Моносахариды составляют 0,3-0,5 %. Крупа содержит сравнительно много (до 1,0-1,5 %)
клетчатки, гемицеллюлоз (до 6 %, в том числе гумми веществ 2,0-2,5 %).
По фракционному составу белки ячменной крупы близки к пшеничным. Основными белками
являются проламины (гордеин) и глютелины (горденин), составляющие в сумме 70%. Аминокислотный состав белков более ценный, чем в пшене, пшеничной и кукурузной крупе. По
количеству лизина крупа из ячменя близка к овсяной, а по метионину превосходит ее.
Липиды ячменной крупы содержат до 60 % ненасыщенных жирных кислот, основной среди
них является линолевая, много также олеиновой. Ячменный жир содержит значительное количество токоферолов. По общему количеству минеральных веществ ячменная крупа занимает среднее положение среди других видов. Она содержит значительное количество калия,
фосфора и некоторых микроэлементов. Для крупы характерно сравнительно низкое содержание фитинового фосфора (около 40 % общего количества). Крупа из ячменя богата тиамином, рибофлавином, ниацином и рядом других витаминов.
Химический состав перловой и ячневой крупы неодинаков. В перловой крупе полнее удалены оболочки и алейроновый слой, поэтому она более богата крахмалом, но содержит меньше
белков, жиров, зольных элементов, витаминов и клетчатки. Оценка качества. Номер по
крупности у перловой крупы определяют просеиванием ее на ситах с диаметром отверстий:
3,5; 3,0; 2,5; 2,0; 1,5 и 0,63 мм. Проход верхнего и сход (остаток) на следующем за ним сите
должен быть не менее 80 %. Так, крупа № 1 проходит через сто 3,5 и остается на сите 3,0;
крупа № 2 проходит через сито 3,0 и остается на сите 2,5 и т. д
Ячневая крупа мельче перловой и менее выравнена. Просеивание проводят' на ситах 2,5; 2,0;
1,5 и 0,63 мм. Проход и остаток двух соседних сит составляет не менее 79 %.
Перловая и ячневая крупа на сорта не делится. Содержание доброкачественного ядра в них
должно быть не менее 99,6 и 99 % соответственно. Особенностью оценки ячменной крупы
является определение в ней недодира - ядра с остатками цветковой пленки в крупной перловой (№ 1 и 2) и ячневой (№ 1). У перловой крупы недодиром считаются остатки цветковой
пленки на '/4 поверхности крупинок (в борозде не учитывают); их допускается не более 0,7
%. В ячневой крупе недодир - это крупинки с явно выступающими за их края остатками
цветковых пленок; предельно допустимая норма - 0,9 %. При расчете доброкачественного
ядра недодир, превышающий допустимую норму, относят к сорной примеси.
Потребительские достоинства. Потребительские достоинства перловой и ячневой крупы неодинаковы. Перловая крупа варится медленно - 60-90 мин (в зависимости от крупности),
увеличиваясь в объеме в 5-6 раз. Она хорошо сохраняет форму и дает каши рассыпчатой
консистенции. Используют перловую крупу как суповую засыпку и варят каши.
Ячневую крупу варят 40-45 мин; она увеличивается в объеме примерно в 5 раз; каши получаются вязкой квнсистенции. Характерной особенностью каши из ячменной крупы является
то, что при остывании она становится жесткой, так как набухший при варке крахмал быстро
отдает воду.
Пшеничные крупы
Из пшеницы вырабатывают манную и пшеничную шлифованную (Полтавскую и Артек)
крупу. Характеристика сырья приведена в гл. 2.
Манная крупа получается на мельницах при сортовом помоле
пшеницы. Она представляет собой частицы чистого эндосперма пшеницы размером 1,0-1,5
мм.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 57 из 198
В зависимости от вида пшеницы, поступающей на помол, манную крупу подразделяют на
три марки: марка «М» - из мягкой пшеницы, марка «Т» - из твердой пшеницы и марка «МТ»
- из смеси мягкой и твердой пшеницы. Крупа марки «М» представляет собой округленные
мучнистые частицы белого или слегка желтоватого цвета со значительным содержанием муки. Крупа марки «Т» имеет частицы жестковатые ребристые со стекловидными гранями желтого цвета, почти не содержит муки. Крупа марки «МТ» состоит из неоднородных по окраске (белых и желтых) и форме частиц. Содержание муки несколько меньше, чем в крупе марки «М».
Пищевая и потребительская ценность манной крупы зависят от качества зерна пшеницы, из
которого она выработана, и близки к пшеничной муке высшего сорта.
В табл. 1 приведен химический состав манной крупы различных марок (в % на сухое вещество).
Манная крупа марки «М» содержит минимальное количество клетчатки и золы, сравнительно бедна белками и очень богата крахмалом. Крупа быстро разваривается (5-8 мин), дает
наибольшее увеличение в объеме. Каша из нее однородна по консистенции и хорошего вкуса.
Крупа из твердой пшеницы марки «Т» характеризуется несколько повышенной зольностью,
более высоким содержанием клетчатки и белков и несколько меньшим количеством крахмала. Время варки крупы - 10-15 мин, она меньше увеличивается в объеме, дает кашу крупитчатой структуры с более полным вкусом, чем у крупы марки «М».
Крупа из смеси мягкой и твердой пшеницы марки «МТ» по химическому составу занимает
промежуточное положение. Кулинарные достоинства ее несколько ниже, чем у крупы других марок. Белки и углеводы манной крупы легко усваиваются, что делает ее незаменимым
продуктом для детского и диетического питания.
Оценка качества. Органолептические показатели манной крупы такие же, как и у пшеничной
муки.
Зольность является основным показателем качества манной крупы. Она свидетельствует как
о тщательности отделения покровных тканей зерна, так и о степени очистки от посторонних
примесей. Зольность манной крупы не должна превышать (в %): марки «М» - 0,6; марки «Т»
- 0,85; марки «МТ» - 0,7.
Марки крупы Белки Крахмал Сахара Клетчат ка Жиры Зола
М
12...13 84
1,5
0,14
0,7
0,54
Т
13...15 81
2,0
0,20
0,9
0,63
МТ
13...14 82
1,8
0,18
0,8
0,61
Кроме того, у манной крупы нормируется предельно допустимое содержание крупной (проход шелкового сита № 23) и мелкой (проход сита № 38) муки. Их доля должна быть не более
5-8 % и 1-2% соответственно.
Влажность манной крупы такая же, как и у пшеничной муки.
Пшеничная шлифованная крупа вырабатывается преимущественно из твердой пшеницы.
Крупа, полученная из мягкого стекловидного (реже из твердого) зерна пшеницы, несколько
отличается по химическому составу и некоторым другим свойствам. Пшеничная шлифованная крупа представляет собой частицы эндосперма с остатками плодовых и семенных оболочек и алейронового слоя.
В зависимости от крупности ее выпускают пяти номеров. Крупа № 1 имеет удлиненную
форму, так как вырабатывается из целых зерновок, № 2 - овальную, а остальных номеров округлую. Крупа пшеничная шлифованная с 1-го по 4-й номер называется Полтавской, № 5 Артек. Крупа Артек состоит из мелких, Хорошо отшлифованных частиц размером 0,5-1,5
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 58 из 198
мм. Крупа всех номеров, получаемая из твердой пшеницы, отличается высокой стекловидностью и янтарным цветом частиц.
Пищевая ценность. Пшеничная шлифованная крупа характеризуется довольно высоким содержанием крахмала и белковых веществ. Размер крахмальных зерен колеблется от 3 до 50
мкм. Температура клейстеризации крахмала 65-68 °С. Амилозы в составе крахмала содержится около 24 %.
Преобладающими сахарами являются олигосахариды (сахароза, рафиноза и др.), на долю
моносахаридов' приходится 0,2-0,3 %. Количество клетчатки в пшеничной шлифованной
крупе значительно больше, чем в манной. Основную часть белков крупы составляют проламины и глютелины (60 %), причем в крупе из твердой пшеницы спирторастворимых белков
несколько больше. Имеющиеся сведения об аминокислотном составе крупы свидетельствуют о недостатке лизина. Липиды состоят в основном из ненасыщенных жирных кислот, среди которых преобладает линолевая.
Крупа содержит небольшое количество минеральных веществ, в составе которых значительная часть приходится на фосфор, однако более 60 % его количества составляют фитаты.
Пшеничные шлифованные крупы богаты тиамином и рибофлавином. Артек и мелкая Полтавская крупа, прошедшие тщательную шлифовку и полировку частиц, содержат меньше
клетчатки, золы, жира, сахаров, белков, но более богаты крахмалом.
По стандарту Полтавскую крупу и Артек на сорта не подразделяют. При оценке качества
номер по крупности контролируется так же, как и у перловой крупы. Особенностью оценки
Полтавской крупы является нормирование в ней обработанных зерен ржи и ячменя (до 3 %).
Пшеничная шлифованная крупа в зависимости от номера варится от 15 до 60 мин, увеличиваясь в объеме в 4-5 раз. Каши могут быть рассыпчатой или вязкой консистенции приятного
вкуса.
В небольших количествах получают шлифованную крупу из полбы. Такая крупа содержит
больше клетчатки, сахаров, жира и минеральных веществ. Время варки крупы - более часа,
увеличивается в объеме в 3-5 раз. Каша имеет коричневый цвет, рассыпчатую-консистенцию
и приятный вкус
Кукурузная крупа
Из кукурузы вырабатывают шлифованную и дробленую крупу.
Характеристика сырья. Кукуруза (Zeamays а) широко используется не только в крупяной, но
и пищеконцентратной, крах-малопаточной, консервной и других отраслях пищевой промышленности.
Кукуруза подразделяется на несколько подвидов, самыми ценными из них являются кремнистая, дающая круглое гладкое блестящее зерно с выпуклой верхушкой, белого (кремового)
или желтого цвета, с мучнистым центром и стекловидной (роговидной) периферической частью эндосперма.
Зубовидная имеет крупное удлиненно-призматическое зерно, имеющее на верхушке впадинку. Роговидный эндосперм развит только по бокам, мучнистый - в центре и на верхушке зерна.
Полу зубовидная получена скрещиванием первых двух подвидов и занимает промежуточное
положение между ними.
Лопающаяся кукуруза характеризуется мелким зерном с роговидным эндоспермом. При
поджаривании она способна лопаться, увеличиваясь в объеме в 8-12 раз, при этом эндосперм
выворачивается наружу, образуя своеобразную «розочку». Является лучшим сырьем для получения воздушной кукурузы и крупы, но так как имеет сравнительно невысокую урожайность, то получила небольшое распространение.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 59 из 198
Сахарная кукуруза дает наилучшее сырье для консервов, так как в молочной спелости имеет
сладкое зерно с нежной оболочкой. Зрелое зерно морщинистое, стекловидное, основными
углеводами являются декстрины.
Крахмалистая кукуруза имеет мучнистый рыхлый эндосперм, легко размалывается; хороша
для производства крахмала.
Восковидная кукуруза характеризуется двухслойным строением эндосперма. Наружная
часть непрозрачная, напоминает воск, по твердости - почти равна стекловидному эндосперму
лопающейся кукурузы. Внутренний слой - мучнистый, с мелкими круглыми крахмальными
зернами, состоящими из одного амилопектина. Восковидная кукуруза является хорошим сырьем для изготовления клея, высокочувствительной фотопленки, а также используется в ликеро-водочном производстве. Кукуруза - одна из самых урожайных зерновых культур, выращивается в основном гибридными семенами.
Особое место в производстве занимают высоколизиновые гибриды, содержание лизина в их
зерне примерно на 50 %, а триптофана - почти в 2 раза больше, чем в обычных гибридах.
Зерновка кукурузы крупная. Масса 1000 зерен в среднем колеблется от 100 до 400, а иногда
достигает 1000 г. По форме и строению зерновка кукурузы резко отличается от других злаков. Доля плодовой и семенной оболочек составляет 4-6 %, а чехлика (места прикрепления
зерна к початку) - 1,2-1,8 %; на долю алейронового слоя приходится - 2-3 % массы зерновки.
Особенностью кукурузы является сильно развитый зародыш, масса которого колеблется от 8
до 15 %, что дает возможность использовать его для получения пищевого масла и богатого
незаменимыми аминокислотами концентрата белка:
Эндосперм составляет 80-83 % зерновки. В роговидной части эндосперма крахмальные зерна
довольно крупные, угловатые, расположены плотно. Промежутки заполнены прочно связанным с ними белком. Мучнистая часть эндосперма заполнена мелкими округлыми крахмальными зернами с микропустотами между ними. Белка в ней содержится на 1,5-2,0 % меньше,
чем в роговидном эндосперме.
Характеристика крупы. Шлифованная кукурузная крупа имеет пять номеров крупности
(как перловая и Полтавская). Крупинки ее различной формы с закругленными гранями белого или желтого цвета, состоящие из эндосперма, с незначительным количеством алейронового слоя и оболочек. Она предназначена для реализации в торговле.
Дробленая крупная и мелкая кукурузная крупа служит сырьем для пищеконцентратной промышленности.
Пищевая ценность. Основной компонент кукурузной крупы -крахмал, который образует
многогранные, довольно крупные гранулы (10-30 мкм). На долю амилозы приходится до 24
% массы крахмала. Температура его клейстеризации - 55-63 °С. Содержание Сахаров в кукурузной крупе невелико; основным сахаром является сахароза. Гемицеллюлозы составляют от
2 до 5%.
Белки кукурузы представлены в основном проламином - зеином, очень бедны метионином,
триптофаном и особенно аминокислотой лизином. Они характеризуются также низкой гидрофиль-ностью.
Среди липидов основную часть составляют ненасыщенные жирные кислоты, главным образом линолевая. Содержание токоферолов довольно высокое, поэтому кукурузная крупа сравнительно хорошо сохраняется. Кукурузная крупа бедна витаминами В| и В), но в ней много
ниацина и каротиноидов, особенно
в желтой. В составе каротиноидов обнаружены р-каротин, крипто-ксантин и зеаксантин.
Оценка качества. Определение номера крупности шлифованной кукурузной крупы отличается от перловой только тем, что верхнее сито берется с диаметром отверстий 4 мм. Особенностью оценки крупной шлифованной крупы (№ 1-3) является определение в ней свободного
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 60 из 198
зародыша (не более 3 %), целых зерен кукурузы (до 1 %) и крупинок с остатками плодовой
оболочки (до 10 %), мучели (до 1 %).
В мелкой шлифованной крупе (№ 4, 5) устанавливают зольность (не более 0,95%), характеризующую тщательность отделения оболочек и зародыша, богатых минеральных веществами. Количество мучели допускается до 1,5 %.
Потребительские свойства. Кукурузная крупа (особенно крупных номеров) довольно долго
варится (60 мин и более), увеличиваясь в объеме в 4-5 раз, и бывает жестковатой в результате медленного размягчения белков. Клейстеризованный крахмал довольно быстро отдает воду, и каша стареет (черствеет).
Дробленая крупная крупа (сырье для кукурузных хлопьев) имеет преобладающий размер частиц не менее 5 мм. Мелкая дробленая крупа (сырье для кукурузных палочек) образована
частицами, проходящими через сито 1,5 мм и остающимися на проволочном сите 067. Показатели качества дробленой крупы близки к аналогичным показателям шлифованной.
Горох шелушеный (лущеный)
Горох шелушеный - это единственный вид крупы, вырабатываемый в настоящее время из
семян бобовых. Его получают из желтого и зеленого продовольственного гороха и в зависимости от способа обработки делят на два вида: горох шелушеный полированный целый и горох шелушеный полированный колотый.
Характеристика сырья. Горох происходит из Восточной Индии. В настоящее время его
выращивают по всей планете. В нашей стране горох занимает первое место среди бобовых
культур по посевным площадям и валовому сбору.
Горох - культура влаголюбивая и сравнительно мало требовательная к теплу. Высевается в
лесостепной части УССР, Западной и Восточной Сибири, Среднем Поволжье, черноземных
и нечерноземных областях РСФСР.
В нашей стране культивируется вид гороха Pisum Sativum - горох культурный посевной.
Главными его подвидами являются: горох обыкновенный посевной со светлыми семенами,
окраска которых зависит от цвета семядолей, так как семенная оболочка бесцветная и полупрозрачная. Горох полевой (пелюшка) с непрозрачной темной, часто крапчатоокрашенной
оболочкой угловатых семян. Посевной горох по строению створок бобов может быть лушильным и сахарным. Створки лущильного гороха имеют внутри жесткий кожистый (пергаментный) слой. Семена лущильного 'гороха могут быть гладкими и морщинистыми. Гладкосеменные сорта возделывают на зрелое зерно, а морщинистые (мозговые) в молочной спелости используют для консервирования (зеленый горошек).
У сортов сахарного гороха створки бобов пергаментного слоя не имеют, они нежные, более
тонкие и могут использоваться в недозревшем виде. Масса 1000 семян гороха - 150-400 г.
Чем горох крупнее, тем меньше он содержит оболочек и тем более ценен для питания и переработки.
Большое влияние на пищевую ценность и потребительские достоинства гороха оказывают
сортовые особенности семян. Сорта зеленого ^гороха богаче белком и сахарами, обладают
высокими вкусовыми достоинствами, но более мелкосемянные и менее урожайные.
Существующий стандарт распространяется на горох, заготовляемый на продовольственные и
кормовые цели, а также поставляемый крупяной, консервной промышленности и в торговую
сеть. По стандарту горох подразделяют на два типа: продовольственный и кормовой. Продовольственный горох по цвету семян делится на два подтипа: 1 - желтый разных оттенков и II
- зеленый разных оттенков. Кормовой горох на подтипы не делится. К этому типу относят
семена буро-зеленые, бурые, коричневые, фиолетовые, черные и другой окраски семенной
оболочки.
В горохе, направляемом крупяной промышленности, кроме общих требований, нормируются содержание семян, поврежденных гороховой зерновкой и листоверткой (не более 1 %)
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 61 из 198
и количество мелких семян (проход через сито с отверстиями диаметром 5 мм - не более 5
%).
Горох, поставляемый консервной промышленности и в торговую сеть, не должен содержать семян, поврежденных вредителями, с наличием живых жуков или их личинок, а количество семян, поврежденных гороховой зерновкой и листоверткой, не допускается более 5
%. Кроме того, горох должен быть калиброванным, и в зависимости от применяемых сит он
делится на крупный (более 7 мм), средний (5-7 мм) и мелкий (менее 5 мм).
Однородность по размеру и выравненность семян влияют на качество гороха, его товарный
вид и равномерность разваривания. По этому показателю различают горох сортированный и
несортированный. Горох считается сортированным, если в нем содержится одинаковых по
размеру семян не менее 80 %.
Характеристика крупы. Горох шелушеный представляет собой семена продовольственного лущильного гороха желтого или зеленого цвета, освобожденные от семенной оболочки и
ростка зародыша. В зависимости от способа обработки выпускают горох шелушеный полированный целый и шелушеный полированный колотый.
Горох шелушеный полированный целый представляет собой неразделенные семядоли желтого или зеленого гороха с гладкой или слегка омучненной поверхностью.
Горох шелушеный полированный колотый состоит из отдельных семядолей желтого или зеленого цвета, края которых закруглены.
Пищевая ценность. В горохе углеводы представлены главным образом крахмалом, однако его
содержится в горохе меньше, чем в крупах из злаковых. Зерна крахмала разнообразны по
форме, размер их колеблется от 6 до 50 мкм, температура клейстеризации зависит от сортовых особенностей сырья и составляет 68-74 °С. Количество Сахаров выше, чем в других
крупах, и состоят они в основном из сахарозы. По содержанию клетчатки горох шелушеный
занимает среднее положение среди других видов крупы. В составе ее имеется до 4 % пентозанов и небольшое количество пектиновых веществ.
Горох шелушеный характеризуется высоким содержанием белков (26-30-%), основными из
которых являются глобулины. Суммарное содержание глобулинов и альбуминов достигает
80 %. Белки богаты почти всеми незаменимыми аминокислотами, за исключением метионина.
Липиды гороха шелушеного состоят в основном из ненасыщенных жирных кислот, среди
которых преобладает линолевая кислота.
Горох шелушеный относится к высокозольным крупам. В составе минеральных веществ
много Fe, Р, Са, К, Mg, Zn. На долю фитинового фосфора приходится около 50 %.
В горохе шелушеном содержится значительное количество витаминов Bi, Вг, РР, каротина,
токоферола и биотина. Несколько меньше витаминов в горохе колотом, так как полностью
отделен росток (зародыш).
Цвет шелушеного гороха обусловлен входящими в его состав пигментами. В желтом горохе
преобладают каротиноиды, в зеленом - хлорофилл.
По стандарту горох шелушеный должен быть одноцветным - желтым или зеленым. Это
обеспечивает хороший товарный вид крупы и равномерность ее разваривания. Допускается
примесь желтого в зеленом и зеленого в желтом не более 7 %; если же она превышает норму,
то горох считают смесью цветов. Не должно содержаться более 5 % колотого гороха в целом
и целого в колотом.
Горох шелушеный на сорта не делят. Как целый, так и колотый горох не должен иметь сорной примеси более 0,4 %. Изъеденных семян допускается не более 0,5 % в целом и не более 1
% в колотом; нешелушеных семян в целом - не более 3, в колотом не более 0,8 %; дробленого гороха в целом не более 0,1, в колотом не более 1 %.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 62 из 198
Влажность данной крупы не должна превышать 15 %, а гороха, предназначен^T для длительного хранения или отправки в отдаленные районы, 14 %,. Время варки гороха шелушеного составляет 30-60 мин. Характерной особенностью его является незначительное увеличение в объеме (около 2 раз). В процессе варки заполняющие межклеточники пектиновые
вещества растворяются и клетки семядолей распадаются, образуя вязкую пюреобразную
массу. Используют горох шелушеный для приготовления супов, концентратов, консервов,
реже для приготовления каш. В процессе длительного хранения развариваемость гороха шелушеного ухудшается.
Из колотого шелушеного гороха вырабатывают мелкую дробленую крупу типа манной. Такая крупа отличается быстрой развариваемостью и по пищевой ценности и вкусу не уступает
целой или колотой крупе.
Другие бобовые крупы
В виде крупы используют также необработанные семена других бобовых культур (фасоль,
чечевица и др.).
Фасоль была завезена к нам в XVII веке из Турции. Возделывают ее на Украине, в Молдавии, на Кавказе, в Средней Азии.
Род фасоли Phaseolus L. насчитывает большое количество видов. В Советском Союзе наиболее распространен вид фасоли обыкновенной (американского происхождения) Ph. vulgaris L.
Savi, семена которой используют для пищевых целей.
Семена имеют различные форму и размеры. Мелкими считают семена длиной до 5 мм, крупными - свыше 9 мм. Масса 1000 семян- 140-1100 г. Они могут быть округлыми, яйцевидными, почковидными, вальковатыми. По окраске семена обыкновенной фасоли имеют разнообразные тона - от белого до черного, одноцветные и пестрые. Кроме того, на семенах фасоли
может быть различных видов рисунок (точечный, пятнистый, пестрый, полосатый). Окраска
семян фасоли определяет ее использование в кулинарии: из белосемянной готовят первые
блюда, из цветной - вторые.
Температура клейстеризации крахмала фасоли - 81-84 °С; продолжительность варки - 50-100
мин. Семена фасоли содержат около 7 % семенной оболочки, характерной особенностью которой является наибольшее содержание в ней белков по сравнению с семенами других бобовых.
Вид фасоли маш, или золотистая фасоль азиатского происхождения, Ph. aureus (Rozb) Pip засухоустойчив и влаголюбив. Возделывают в республиках Средней Азии. Семена мелкие.
округло-циЛиндрической и бочонковидной формы, зеленых или коричневых тонов. Масса
1000 семян - 25-60 г.
По содержанию семенной оболочки и химическому составу маш близка к обыкновенной, но
варится быстрее. В зависимости от цвета и формы фасоль продовольственную подразделяют
на три типа и каждый из них - на подтипы.
/ тип- фасоль белая, насчитывает шесть подтипов: 1-й - бомба (семена округлые или яйцевидные, крупные); 2-й- перловка (семена округлые, яйцевидные или овальные, мелкие); 3-й белая, овальная (семена овальные, крупные); 4-й змейка (семена удлиненные, цилиндрические, часто слегка изогйу-тые, с округленными конусами); 5-й - рачки (семена почковидноплоские, средние по размерам); 6-й - лопата (семена почковидно-плоские, крупные).
// тип - фасоль цветная однотонная имеет четыре подтипа: 1-й - зеленая (разных оттенков);
2-й - коричневая или желтая (разных оттенков); 3-й - красная (разных оттенков): 4-й - прочие
однотонного цвета.
/// тип - фасоль цветная пестрая содержит два подтипа: 1-й - пестрая светлая (на светлом
фоне темный рисунок); 2-й - пестрая темная (на темном фоне светлый рисунок).
Фасоль, поставляемая в торговую сеть, должна содержать не более 0,5 % сорной примеси,
зерновой - 0,2 % и иметь влажность не выше 18 %. Смесь типов и подтипов фасоли не до-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 63 из 198
пускается.. При размещении, хранении и транспортировании учитывают четыре состояния
по влажности и три - по засоренности.
Чечевица - древнейшая сельскохозяйственная культура. Ее родиной считают Гималаи. Широко применяется в питании почти во всех странах мира, особенно народами Африки и
Азии.
Кроме разнообразных кулинарных блюд, из размолотой чечевицы пекут лепешки, в Индии
добавляют к рису, в Германии используют в колбасном производстве, во Франции - в кондитерской промышленности и для приготовления заменителей кофе.
Род чечевицы Ervum L. подразделяется на пять видов. Культивируется только один вид - чечевица обыкновенная (Ervura lens L.), который делят на два подвида: чечевица крупносемянная (тарелочная) и чечевица мелкосемянная.
Подвид крупносемянной (тарелочной) чечевицы объединяет преимущественно среднеспелые
столовые сорта. К мелкосемянным формам относятся главным образом кормовые сорта. Однако среди них имеются сорта, семена которых по развариваемости и вкусовым качествам не
уступают сортам тарелочной чечевицы.
По крупности различают три группы семян: семена крупные (от 6 до 9 мм), средние (от 5 до
6 мм) и мелкие (от 2 до 5 мм). У тарелочной чечевицы семена обычно плоские, по форме
напоминают двояковыпуклую линзу, у кормовой - более шарообразные.
У тарелочной чечевицы преобладает зеленая окраска. Под действием солнечных лучей, при
запаздывании с уборкой, в период хранения окраска семян становится бурой (окисление
хлорофилла до феофитина, имеющего коричневый цвет). Масса 1000 семян 30-60 г. По вкусовым качествам, развариваемости и питательности чечевица занимает одно цз первых мест
среди бобовых культур. Содержание белка в семенах чечевицы колеблется от 21,3 до 36 %.
Белки наиболее богаты метионином.
Среди других бобовых чечевица характеризуется более низким содержанием клетчатки и
пентозанов, что свидетельствует о хорошей ее усвояемости.
Крахмал семян чечевицы обладает сравнительно большей набухаемостью. Температура его
клейстеризации - 68-74 °С.
Семена чечевицы развариваются быстрее других бобовых культур. Свежие семена ее бывают
готовы к употреблению после 30-60 мин варки при увеличении в массе в 2,2-2,8 раза.
Самой ценной считается чечевица зеленая темных оттенков. Она обладает лучшими ароматом и вкусом, дает блюда xopdmero внешнего вида и пользуется наибольшим спросом на мировом рынке.
По ГОСТу чечевицу тарелочную продовольственную делят по цвету семян на три типа: I темно-зеленая, II - светло-зеленая, III - неоднородная.
Наряду с требованиями по влажности, засоренности и другими чечевицу делят на калиброванную и некалиброванную. В калиброванной чечевице по количеству семян на сите различают три категории: крупная (содержание семян на сите диаметром отверстий 6,3 мм - не
менее 80%), средняя (диаметр 5,2 мм, остаток на сите - не менее 80%), мелкая (диаметр 4,8
мм, остаток на сите - не менее 90 %).
Чина (угловой горох, зубец, Lathyrus L.) насчитывает более 100 видов. В СССР распространен один из однолетних видов - чина посевная (L. Sativus L.), которую высевают на зерно,
зеленый корм и сено. Площадь под ее посевами незначительная. Чина засухоустойчива, теплолюбива, нетребовательна к почве, устойчива к вредителям и болезням.
Семена неправильной формы, чаще четырехгранного клина, по виду напоминающего зуб,
иногда плоские гладкие или со слабо морщинистой поверхностью. По цвету они желтоватобелые, без рисунка или различных оттенков серого и коричневого цветов с рисунком. Масса
1000 семян - 160-600 г. Семена чины обладают хорошими вкусовыми свойствами и должны
более широко использоваться в питании. Чина во многом сходна с горохом. В пищу ее упо-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 64 из 198
требляют в свежем, вареном и жареном видах. Из нее приготовляют консервы, а из муки семян чины - печенье и другие изделия.
Семена чины при варке связывают, как и чечевица, большее количество воды и дают большее увеличение в массе, чем другие бобовые. Время варки семян - 60 - 120 мин.
В зависимости от цвета и размера семян чину подразделяют на два типа: I - продовольственная, семена желтовато-белые, иногда с зеленоватым оттенком, длина семян 4-8 мм; II - кормовая, семена темноокрашенные (серого, коричневого или красного цвета, с разнообразным
рисунком), размеры их меньше, чем семян чины I типа.
Качество семян нормируется по влажности и различным примесям. При размещении и хранении различают четыре состояния по влажности и три - по засоренности.
Нут (пузырник, «бараний рог», Cicer arietinum L.) -однолетнее растение, опушенное железистыми волосками, которые выделяют щавелевую, лимонную и яблочную кислоты. В Индии
на посевах нута собирают щавелевую кислоту. Это - важнейшая зернобобовая культура полузасушливых и особенно засушливых районов.
Кроме употребления в пищу в виде первых и вторых блюд, семена нута широко используются для приготовления рахат-лукуМа, халвы, заменителей кофе и других изделий.
У нас в стране нут сеют в республиках Средней Азии и Закавказья, на юге Украины, в Молдавии, в Саратовской, Волгоградской областях и некоторых районах Заволжья.
Нут имеет вытянутый клювик, гладкие, морщинистые, бугорчатые или шероховатые семена.
Окраска семенной кожуры белая, розовая, желтая, оранжевая, рыжая, светло-коричневая,
темно-коричневая, темно-красная и черная. Семядоли желтые. Длина семени - 4-12 мм, масса
1000 семян крупносемянных сортов - до 300 г и больше, среднесемян-ных - 200-300 и мелкосемянных менее 200 г.
В питании используются сорта со светлоокрашенной оболочкой, темноокрашенные сорта
имеют в основном -кормовое значение.
Пищевая ценность нута близка к гороху. Семена нута отличаются большим содержанием
жира (до 6-8 %). Усвояемость его несколько ниже, чем гороха, за счет значительного содержания клетчатки (от 2,4 до 12 %).
Семена нута, особенно темноокрашенные, по сравнению с другими бобовыми культурами
плохо развариваются (90-180 мин). По стандарту семена нута в зависимости от цвета делят
на два типа: I - продовольственный (от белого до желто-розового) и II - кормовой (от краснокоричневого до черного).
Вигна является одной из древнейших бобовых культур. Растение очень засухоустойчивое. В
нашей стране посевы вигны встречаются во многих засушливых районах. Она широко распространена в Грузии под названием «лобия».
Для пищевых целей используют белые семена с черной расплывчатой окантовкой вокруг
рубчика. Из вигны приготовляют разнообразные первые и вторые блюда, начинки для пирожков. Семена вигны представляют большую ценность для консервной промышленности.
По химическому составу вигна близка к фасоли, но характеризуется более высокой усвояемостью за счет пониженного содержания клетчатки и пентозанов.
Вигна имеет хорошие потребительские достоинства, семена ее быстро развариваются (за 3060 мин).
Бобы разводили еще в доисторические времена на Средиземноморском побережье. В России
они появились в VIII - X веках.
Боб обыкновенный - Faba vulgaris Moench - это однолетнее травянистое растение с прямыми
или слегка изогнутыми плодами, содержащими по три-четыре семени, длина - 0,5 - 4 см. Поверхность семян гладкая или морщинистая. Окраска семян варьирует от светло-желтой до
черной; некоторые сорта имеют пестрые семена. Светлоокрашенные семена со временем буреют.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 65 из 198
Масса 1000 семян- 180-255 г. По химическому составу близки к фасоли, а потребительские
свойства их хуже (дольше варятся, так как семенная кожура более плотная и плохо проницаемая). В пищу их употребляют в зеленом и зрелом виде, а также перерабатывают в консервы.
Увеличение производства таких сравнительно мало распространенных у нас культур, как фасоль маш, нут, вигна, чина, бобы, наряду с широко известными горохом и фасолью обыкновенной будет способствовать расширению ассортимента пищевых продуктов, повышению
белковой ценности пищи.
Крупу повышенной биологической ценности вырабатывают из дробленой рисовой, гречневой, овсяной и гороховой крупы, измельченной в муку, а также из пшеничной, кукурузной и
ячменной муки. Названное выше сырье характеризуется особым, свойственным каждой
культуре аминокислотным составом, поэтому может взаимно дополнять друг друга. Кроме
того, для повышения белковой ценности крупы используют вторичные молочные продукты
(сухое обезжиренное молоко, обрат, сыворотку и др.), а также концентраты и изоляты белков
масличных культур. В табл. 14 приведен ассортимент крупы повышенной питательной ценности.
Известны два способа получения крупы повышенной биологической ценности. По способу,
разработанному во ВНИИЗ под руководством С. Н. Лопатинского, крупу получают дражирова-нием - последовательным накатыванием слоев муки различных видов, в качестве связующего вещества используют крахмальный клейстер. При этом ядро получается шарообразной формы с диаметром от 2,5 до 4 мм. Ассортимент крупы, полученной по этому способу, может быть очень широк вследствие разнообразия сырья, используемого в разных пропорциях. При получении крупы методом прессования входящие в рецептуру компоненты
смешивают с крахмальным клейстером до образования однородной плотной массы, которую
выпрессовывают через матрицы прессов с различным профилем отверстий. Прессованные
ядра могут быть разнообразной формы - в виде цилиндриков, зерен и др.
Крупа, полученная дражированием, более устойчива в хранении, чем выработанная прессованием. На сохраняемость этих продуктов оказывает влияние также их рецептура. Срок хранения крупы в складских помещениях - 7-12 мес.
Недостатком крупы повышенной биологической ценности» полученной по способу С. Н.
Лопатинского, является сравнительно слабая устойчивость формы в готовых блюдах.
Другой метод производства крупы повышенной биологической ценности разработан в Институте элементоорганических соединений АН СССР под руководством проф. В. Б. Толстогу-зова '. Основные отличия этого метода состоят в том, что в качестве структурообразователей используются альгинат или пекти-нат кальция. В рецептурах крупы, кроме муки из разных злаков, более широко используют нетрадиционные белки-изоляты и концентраты белков из шротов масличных культур. Формоудержи-вающая способность крупы, полученной
по способу В. Б. Толсто-гузова, значительно выше, однако альгинаты в настоящее время являются достаточно дефицитным и дорогим сырьем.
Показатели качества крупы
Общими для всех видов крупы показателями качества являются цвет, запах, вкус, влажность,
наличие посторонних примесей, количество доброкачественного ядра, крупность и степень
выравненности крупы, наличие металломагнитных примесей, а также зараженность вредителями. В кукурузной и манной крупе определяют также зольность.
Таблица 1
Крупа
Состав, %.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 66 из 198
Мука пшеничная полукрупка . 15 Мука из дробленого риса 75 Сухое обезжиренное
молоко 10
Мука из дробленого риса 73 Мука пшеничная полукрупка 15 Обезжиренное сухое
Здоровье
молоко 10 Сухой яичный белок или яичный порошок 2
Пионерская Мука из гречневого продела 90 Сухое обезжиренное молоко , 10
Мука из овсяной крупы недробленой 1-го сорта 90 Сухое обезжиренное молоко
Спортивная
10
Флотская
Мука из гречневого продела . 70 Мука из ячневой крупы 30
Мука из гречневого продела 70 Мука из ячневой крупы 28 Сухой яичный белок
Союзная
или другие яичные про- 2 . дукты
Мука из гороха колотого 70 Мука пшеничная полукрупка 15 Мука из ячневой круСильная
пы 15
Мука кукурузная 50 Мука из ячневой крупы 15 Мука из гороха колотого 20 Мука
Южная
пшеничная полукрупка 15
К органолептическим показателям относят цвет, запах и вкус крупы.
Цвет различных видов крупы неодинаков и зависит от пигментов, находящихся в оболочках
зерна и эндосперме. Свежая крупа должна иметь типичный для нее цвет. Например, для
пшена свойственна желтая окраска, для ядрицы обыкновенной - белый с зеленоватым или
желтоватым оттенком, для риса -белый. Цвет должен быть однотонным, без существенных
различий в окраске отдельных крупинок.
Окраска крупы может изменяться и от технологического режима. Так, при гидротермической обработке гречихи ядрица и продел приобретают светло-коричневую или коричневую
окраску. Степень созревания зерна, изменения его в период хранения также могут влиять на
окраску крупы. Окраска крупы из недозревшего зерна может быть зеленоватой; из потемневшего при хранении - темно-серой или желтой.
Запах имеет каждый вид свежей крупы, это определенный слабо выраженный аромат. Появление затхлого или плесневелого запаха указывает на ее несвежесть и порчу. Посторонний
запах в крупе может быть от наличия в ней посторонних пахучих примесей (полынь и др.).
Затхлый, плесневелый или какой-либо другой посторонний запах не допускаются.
Вкус свежей крупы должен быть соответствующим для каждого вида. Доброкачественная
крупа имеет обычно пресный или слегка сладковатый вкус. Прогорклый или кисловатый
привкус в крупе не допускается, так как это указывает на несвежесть ее. Только в овсяной
свежей крупе может допускаться слабый привкус горечи.
Влажность крупы влияет на ее питательную ценность и является определяющим фактором
при хранении. Для разных видов крупы предельно допустимая влажность колеблется от 12
до 17 %. При этом продукция, предназначенная для длительного хранения или отгрузки в
отдаленные районы, должна иметь влаги на 1 -1,5% меньше, чем используемая для текущего
потребления. Так, влажность рисовой крупы, предназначенной для длительного хранения,
должна быть не более 14 %, а для текущего потребления - до 15,5 %.
Наличие посторонних примесей отрицательно сказывается на органолептических показателях крупы. Они ухудшают ее цвет, запах, вкус, а иногда и придают ядовитые свойства. К
примесям относят сорную примесь, необрушенные зерна, испорченные ядра, битые или колотые ядра, мучку, некоторые другие.
Сорная примесь состоит из минеральной (галька, песок, земля), органической (пленки, ости
и т. п.) и вредной (куколь, вязель разноцветный и др.). Предельное количество сорной примеси нормируется стандартами. В крупе, подразделяемой на сорта, установлены дифференцированные нормы.
Юбилейная
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 67 из 198
В крупе, не подразделяемой на сорта (ячменной, пшеничной, кукурузной, а также дробленом
рисе и проделе), стандартами утверждены предельные нормы сорной примеси.
В составе сорной примеси особенно строго нормированы наиболее нежелательные ее фракции. Так, доля минеральной примеси не должна превышать 0,05 % (у риса дробленого и овсяной крупы- 0,1 %). Предельное количество вредной примеси для всех видов крупы - 0,05
%, в том числе горчака и вязеля (наиболее ядовитых сорняков) - не более 0,02 %.
Испорченные ядра - это крупинки с измененным цветом (загнившие, заплесневевшие, обуглившиеся и т. п.).
Нешелушеные зерна - это зерна, с которых не удалена цветковая пленка или оболочка. В ячневой и перловой крупе определяют недодир - количество ядер, с которых цветковые пленки
удалены не полностью. Остатки оболочек неблагоприятно отражаются не только на внешнем
виде крупы и каши, но и придают ей жесткость. Предельные нормы нешелушеных зерен
установлены дифференцированно по сортам и видам крупы и находятся в пределах от 0,2 до
0,7 %.
Битые (колотые) ядра-кусочки эндосперма определенной крупности. В пшене, ядрице и
овсяной крупе они являются проходом верхнего сита с соответствующим для каждой крупы
размером отверстий. В рисовой крупе к ним относят отобранные вручную крупинки менее
2
/з целого ядра. Допустимое количество битых ядер зависит от структурно-механических
свойств эндосперма перерабатываемой культуры. Если фактическое содержание битых ядер
в крупе превышает установленную стандартом норму, то излишек их относят к сорной примеси.
Мучка - это тонко измельченные частицы плодовых и семенных оболочек, алейронового
слоя, зародыша и эндосперма. В мучке содержится значительное количество клетчатки и
жира, что снижает пищевую ценность крупы и ее стойкость при хранении. Для некоторых
видов крупы содержание мучки нормируется стандартом или не допускается совсем (например, для ядрицы, риса шлифованного и полированного, пшена).
Содержание доброкачественного ядра показывает количество полноценной крупы в данной партии. Наличие примесей снижает процентное содержание доброкачественного ядра в
крупе. Стандартами установлено его содержание для каждого вида крупы. В зависимости от
содержания доброкачественного ядра и примесей пшено, гречневую, рисовую и овсяную
крупу, кроме дробленых, подразделяют на товарные сорта. Так, в ядрице 1-го сорта должно
быть доброкачественного ядра не менее 99,2 %, а 2-го - не менее 98,4 %. Содержание доброкачественного ядра рассчитывают на основании Данных о количестве примесей. Взятая
навеска принимается за 100 %, и из этой величины вычитают процент
сорной примеси, нешелушеных зерен, испорченных крупинок, мучки, а также процент битых
(колотых) ядер сверх допустимой стандартом нормы.
Крупность и степень выравненности крупы являются выжными показателями. В зависимости от крупности и степени выравненности шлифованную крупу (перловую, пшеничную и
кукурузную) выпускают пяти номеров, дробленую ячневую - трех номеров. Для установления номера крупу просеивают через соответствующие сита и по количеству прохода или
схода двух смежных сит определяют ее крупность и степень выравненности, которая для
шлифованных видов крупы должна быть не менее 80 %, а для дробленых не менее 75 %.
Крупность крупы и однородность ее по размеру влияют на кулинарные достоинства крупы.
По зольности косвенно можно судить о содержании оболочек зерна, о степени отделения
зародышевых частей. Зольность является показателем качества в овсяных хлопьях, манной и
кукурузной крупе.
Содержание металломагнитных примесей не должно превышать 3 мг на 1 кг крупы. Размер отдельных частичек - не более 0,3 мм в наибольшем линейном измерении, а масса - не
более 0,4 мг.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 68 из 198
Зараженность крупы вредителями не допускается. Крупа, не соответствующая одному из
перечисленных показателей, считается нестандартной и реализации не подлежит.
Потребительская ценность зависит от цвета, внешнего вида и кулинарных свойств крупы.
Кулинарные свойства крупы характеризуются вкусом, запахом и консистенцией каш, продолжительностью варки, увеличением объема или массы (число раз) крупы.
Каши должны иметь типичный для данной крупы вкус и запах. У крупы из пропаренного
зерна специфичность вкуса и запаха выражены слабее. Цвет каши должен быть однотонным,
свойственным данному виду крупы.
По консистенции каши могут быть вязкими или рассыпчатыми. Неоднородность разваривания чаще всего обусловлена размерами крупинок или неравномерностью обработки зерна
при шлифовке, полировке, пропаривании и сушке.
Продолжительность варки крупы неодинакова: от 10-15 мин (манной крупы) до 60-90 мин
(овсяной; перловой). Крупы, при приготовлении которых проводилась гидротермическая обработка, варятся несколько быстрее.
Увеличение объема крупы при варке в основном зависит от содержания крахмала и его
свойств. Наиболее высокое увеличение в объеме дают рис и пшено (в 5-6 раз). Крупа кукурузная И горох лущеный увеличиваются в объеме сравнительно мало (в 2-3 раза). Высокое
содержание белка улучшает консистенцию каши. Клетчатка, пентозаны и водорастворимые
вещества ухудшают консистенцию каши.
Контрольные вопросы:
1. Какие виды круп вам известны.
2. Объясните, что входит в состав потребительских свойств крупы.
3. Объясните какие свойства у рисовой, кукурузной, пшеничной, перловой крупы.
4. Дайте характеристику бобовым культурам.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 6
МУКА. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА МУКИ.
Мука - измельченное в порошок целое зерно хлебных культур или преимущественно его эндосперм. Она, является основным продуктом переработки пшеницы, ржи, тритикале. В небольшом количестве муку получают из зерна других культур. Основное назначение ее - выпечка хлеба, кроме того, муку используют макаронная, кондитерская и другие отрасли пи-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 69 из 198
щевой промышленности. Часть муки реализуют населению через розничную торговую сеть и
общественное питание.
Муку подразделяют на виды, типы и товарные сорта.
Вид муки определяется культурой, из которой она выработана.
Основными видами муки являются пшеничная и ржаная. К ним же относится мука из новой
зерновой культуры - тритикале. Второстепенные виды муки получают из ячменя, кукурузы,
сои. Мука специального назначения - овсяная, рибовая, гречневая, гороховая вырабатывается
пищеконцентратными предприятиями (их характеристика приведена в гл. 8).
Тип муки зависит от ее целевого назначения. Так, пшеничная мука вырабатывается трех типов - хлебопекарная, макаронная и кондитерская. Из ржи и тритикале получают один тип
муки - хлебопекарную. Соевую муку подразделяют на три типа в зависимости от особенностей производства - необезжиренная, полуобезжиренная и обезжиренная.
Товарный сорт муки зависит от технологии переработки зерна. Так, пшеничная хлебопекарная мука вырабатывается пяти сортов: крупчатка, высший, 1-й, 2-й и обойная (простая);
макаронная - двух сортов - крупка (высший) и полукрупка (1-й). Ржаную и муку тритикале подразделяют на три сорта - сеяная, обдирная и обойная. Обойная мука может вырабатываться из смеси зерна пшеницы и ржи - пшенично-ржаная (70:30) и ржано-пшеничная
(60:40). Пшеничная мука высшего и 1-го сортов может быть витаминизированной, если она
выпускается с обогащением витаминами группы В.
Формирование качества муки в процессе производства
Качество муки зависит от природных особенностей сырья и строгого соблюдения режимов
ее производства. Наиболее стабильную по качеству муку вырабатывают крупные, хорошо
оснащенные мукомольные заводы, имеющие большой запас зерна (на 3-6 мес. работы), выращенного в определенных районах. Производство муки складывается из двух последовательных этапов: подготовки зерна к помолу, его размола и формирования сортов муки. Характеристика сырья для основных видов муки
Пшеница (Triticum L.) - одна из древних и важнейших хлебных культур. Она занимает первое место в мировом зерновом хозяйстве. Кроме муки, из нее вырабатывают крупу и пищевые концентраты.
В нашей стране возделывают озимые и яровые формы пшеницы. Основные массивы озимой
пшеницы сосредоточены в районах с мягкими и снежными зимами: на Украине, в Молдавии,
на Северном Кавказе и в Закавказье, Центрально-Черноземном районе, на юге Казахстана и в
республиках Средней Азии. Урожайность озимой пшеницы, как правило, в 1,5-2 раза выше,
чем урожайность яровой. Однако климатические условия большей части нашей страны не
позволяют возделывать ее повсеместно, и в посевах преобладает яровая пшеница, доля которой достигает 70-75 %. Яровая пшеница возделывается в Нечерноземье, Среднем и Нижнем
Поволжье, Западной и Восточной Сибири, степной части Приуралья.
Всего в культуре известно 27 видов пшеницы, из них самой распространенной является мягкая, занимающая до 90 % посевных площадей этой культуры.
Пшеница мягкая - (Triticum aestivum L.) (обыкновенная, хлебопекарная) образует довольно
рыхлый колос, остистый или безостый. Зерно у нее овально-округлое (отношение длины к
ширине 2:1), красное или белое (точнее, кремовое) разных оттенков; бородка сильно развита,
хорошо различима невооруженным глазом; поперечный разрез его округлый, бороздка уходит в эндосперм почти на 2/3 его толщины, широкая, открытая, образует петлю, в которую
легко попадают пыль, микроорганизмы, что осложняет переработку в муку.
Наиболее распространенными сортами озимой мягкой пшеницы являются Безостая 1 и Безостая 4, выведенные под руководством академика П. П. Лукьяненко; Мироновская 808 и
Мироновская юбилейная, Краснодарская 39 и 46, Ростовчанка, Донская остистая и др.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 70 из 198
Одним из лучших сортов яровой мягкой пшеницы является Саратовская 29, выведенная В. Н.
Мамонтовой. Этот сорт среди сильных пшениц по качеству хлеба занимает первое место. К
интенсивным сортам сильной яровой пшеницы относятся также Новосибирская 67, Уральская 52, Целинная 20 и др.
Пшеница твердая (Triticum durum) (макаронная) занимает около 9 % посевных площадей
пшеницы. Этот вид более теплолюбив и требователен к почвам, чем мягкая, и несколько
уступает ему по урожайности. Основные посевы сосредоточены в Поволжье, Казахстане, Западной Сибири, на Кавказе. Твердая пшеница является преимущественно яровой. Она имеет
плотный остистый колос, ости направлены почти вертикально вверх; зерно ее удлиненное
(отношение длины к ширине 3,5:1), янтарное разных оттенков, бородка развита слабо и различима лишь при увеличении в 5-6 раз; в поперечном разрезе оно угловатое, бороздка углублена в эндосперм неглубоко и петли не образует.
Наиболее распространенным сортом яровой твердой пшеницы является Харьковская 46, выведенная академиком В. Я. Юрьевым, дает зерно отличных макаронных свойств. Кроме того,
широко распространены сорта Гордеиформе 10 и 432, Народная, Накат и др. Озимые сорта
твердой пшеницы пока немногочисленны, имеют небольшое распространение, так как по
зимостойкости уступают озимым сортам мягкой пшеницы. Среди них можно назвать Мичуринку, Новомичуринку, Шарк, Джафари.
Кроме мягкой и твердой, в небольших количествах встречаются другие виды пшеницы, занимающие в общей сложности немногим более 1 млн. га. Среди них надо отметить полбу
(двузернянка, эммер) - пленчатую пшеницу, стержень колоса у нее ломкий, при обмолоте
распадается на отдельные колоски, в которых находятся по два зерна. Полба более устойчива
к суховеям, чем другие виды пшеницы, поэтому распространена в автономных республиках
Среднего Поволжья - Татарии, Чувашии, Удмуртии, а также в горных районах Закавказья.
Зерно полбы стекловидное, по форме напоминает твердую пшеницу, но с длинной бородкой.
Полба дает крупу высокого качества, но хлебопекарные свойства ее средние и ниже средних,
поэтому в хлебопечении не используется.
В горных районах Грузии в небольших количествах высевается полба колхидская (пшеница
Карамышева). В горных районах Средней Азии встречаются пленчатая пшеница спельта и
голозерная пшеница компактная (ежовка, карликовая).
Отличия в химическом составе пшеницы разных видов сравнительно невелики.
Тад<содержание белка в зерне мягкой пшеницы изменяется от 8,6 до 24,4 %, в твердой - от
14,4 до 24,1 %. В зерне мягкой яровой пшеницы- белка содержится, как правило, больше,
чем в зерне озимой. Некоторые исследователи считают, что в накоплении белка более существенное значение имеет географическая закономерность. Количество его увеличивается с
запада на восток и с севера на юг. Наибольшее количество белка накапливает пшеница, выращенная в Казахстане, Нижнем Поволжье и Западной Сибири. Стекловидное зерно, как
правило, содержит несколько больше белка, чем мучнистое. Количество клейковины зависит
от содержания и свойств белка и колеблется от 18 до 52 %.
Мягкую пшеницу по качеству получаемой муки, содержанию белка, клейковины и по хлебопекарным свойствам подразделяют на три группы: сильная, слабая, средняя.
Сильная (ценная) пшеница дает муку, образующую тесто с хорошей упругостью, высокой
устойчивостью, способное выдерживать длительное брожение. Сформованное тесто хорошо
сохраняет приданную ему форму при расстойке и выпечке хлеба. Хлеб из сильной муки получается правильной формы, большого объема, с равномерной, сильно развитой пористостью. Сильной является пшеница с натурой не ниже 730-755 г/л (в зависимости от района),
со стекловидностью не менее 60 %, содержанием белка - 14 и сырой клейковины - 28%. Качество клейковины должно быть не ниже I группы. Цена сильной пшеницы на 10- 100 %
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 71 из 198
выше, чем слабой. Ее используют для улучшения слабой пшеницы для обеспечения нужного
качества муки.
Слабая пшеница имеет стекловидность менее 40 %, содержит белка и клейковины 11 и 20 %
соответственно. Группа клейковины II или III. Такая пшеница дает муку, образующую липкое, мажущееся тесто, из которого хлеб получается малого объема, расплывшейся формы, с
плохо разрыхленным мякишем. Слабая пшеница самостоятельно не используется.
Средняя по силе пшеница (филлер) по качеству занимает промежуточное положение между
названными выше группами. Она не может улучшать слабую пшеницу, но при самостоятельном использовании дает стандартный по качеству хлеб.
Твердая пшеница используется для выработки макаронной муки, так как она обладает клейковиной с высокой упругостью, но малой растяжимостью, что позволяет хорошо сохранять
приданную макаронным изделиям форму. Мука из твердой пшеницы может улучшать хлеб
из слабой муки.
Крахмал мягкой пшеницы образует гранулы, сильно различные по размерам - от 1 до 50 мкм.
По количеству преобладают мелкие крахмальные гранулы (до 9 мкм), однако по массе основная доля приходится на средние (10-18 мкм) и крупные (более 18 мкм). Преобладание той
или иной фракции крахмальных гранул является сортовым и видовым признаками. Увеличение доли мелких крахмальных гранул (до 2 мкм) ухудшает технологические свойства зерна.
Кроме того, в таком зерне снижается доля белка.
Крахмал твердой пшеницы, по данным О. А. Семина, состоит преимущественно из гранул
диаметром от 2 до 9 мкм. Мелкие гранулы имеют сферическую, а крупные - чечевицеобразную форму. Крахмал твердой пшеницы содержит 20-21 % амилозы, мягкой - 23-26 %, что
отчасти обусловливает различную плотность гранул. При помоле твердых пшениц происходит массовое (до 60 %) повреждение крахмальных гранул, поэтому резко снижаются вязкость и температура клейстеризации крахмала.
Стандарты на пшеницу заготовляемую и распределяемую подразделяют на пять типов в
зависимости от вида и времени выращивания: I - яровая краснозерная; II - яровая дурум; III яровая белозерная; IV - озимая краснозерная; V - озимая белозерная. По стекловидности и
оттенку зерна I и IV типы подразделяются на пять подтипов каждый, а II и III типы - на два
подтипа; V тип на подтипы не делят. С принадлежностью зерна к тому или иному типу и
подтипу связаны его хлебопекарные свойства. Например, пшеница первых двух подтипов I и
IV типов, как правило, является сильной, а V типа - слабой.
Пшеница заготовляемая по качеству может быть базисных или ограничительных кондиций,
на распределяемую установлены пять классов. Кроме того, при заготовках действуют еще
два стандарта: на пшеницу сильную и пшеницу твердую. В них отражены более высокие
требования к качеству ценного зерна.
Стандарт на пшеницу сильную распространяется на зерно I и IV типов (1, 2 и 3-го подтипов),
а также III типа (1-го подтипа), причем только на те сорта и партии зерна, которые отнесены
по утвержденному списку к сильным.
Стандарт на твердую пшеницу предусматривает подразделение ее на три класса качества.
При этом, кроме более строгих требований по общим показателям (влажности, засоренности,
натуре), установлены нормы по содержанию клейковины, стекловидности, а также зерен
проросших и поврежденных клопом-черепашкой.
Рожь (Secale cereale L.) также является мукомольной культурой, в небольшом количестве
используется для получения солода и спирта. В нашей стране преобладает озимая рожь, она
лучше переносит сильные морозы, чем пшеница, поэтому ее посевы доходят до 69° северной
широты, встречаются по всей земледельческой зоне Сибири, но наибольшие площади находятся в Нечерноземной и Черноземной зонах, Поволжье, Белоруссии и )еспубликах Прибал-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 72 из 198
тики. Яровая рожь возделывается в районах с суровой и малоснежной зимой - Бурятской и
Якутской АССР, Читинской и Иркутской областях.
Наиболее распространенными в настоящее время сортами ржи являются: Вятка, Вятка 2 выращиваются в основном в Нечерноземной зоне РСФСР5 Харьковская 55 и Харьковская 60
- )аспространены в Центрально-Черноземном районе, Поволжье, на Украине; Белта, Чишминская 2, Ленинградская тетра и Полесская тетра, Комбайниняй - выращиваются в республиках Прибалтики, Белоруссии и северо-западных областях РСФСР.
Зерновка ржи, по сравнению с пшеницей, более узкая и длинная, поэтому масса 1000 зерен
меньше и составляет от 8 до 37 г и соотношение анатомических частей несколько иное. По
данным Л. Н. Любарского, доля покровных тканей выше (оболочки 8- 13%, алейроновый
слой 11 -12%), а эндосперма несколько меньше (70-77 %), чем у пшеницы. Общая стекловидность эндосперма колеблется от 15 до 40 %. Зародыш у ржи (3,5-3,7 %) также более развит, чем у пшеницы. Поверхность зерновки ржи чаще бывает шероховатая. Окраска серозеленая, реже желтая и коричневая, еще реже фиолетовая. Цвет зерна зависит от толщины
оболочек и сочетания окраски оболочек и алейронового слоя. В оболочках находятся каротиноиды, в алейроновом слое - хлорофиллы и антоцианы. Поэтому чем тоньше оболочки,
тем яснее просвечивают пигменты алейронового слоя и тем более зеленым кажется зерно.
Химический состав зерна ржи по сравнению с пшеницей характеризуется некоторыми особенностями. Среднее содержание белка (12,0 %) и пределы его колебаний несколько меньше.
Доля водо- и солерастворимых белков выше и доходит до 30 %, а спир-торастворимых - ниже. Поэтому по аминокислотному составу белки ржи имеют более высокую питательную
ценность - они богаче лизином, чем белки пшеницы. Клейковина в обычных условиях не отмывается: этому препятствуют слизи. В. Ф. Голенков разработал способ выделения клейковины из ржаной муки и показал, что качество ее во многом определяется районом выращивания и количеством осадков в период налива зерна.
В зерне ржи крахмала меньше - 56-63 %, и клейстеризуется он легче, чем у пшеницы. Среди
злаков рожь наиболее богата сахарами (4-8%) и слизями (1,5-3%). Клетчаткой, липидами и
минеральными веществами рожь несколько богаче, чем пшеница, выращенная в том же районе.
Стандарты на рожь заготовляемую и распределяемую предусматривают подразделение
ее по биологическим признакам и зонам производства на три типа: озимую северную, озимую южную и яровую. Первый тип подразделяют на пять, а второй - на два подтипа по районам произрастания. Яровую рожь на подтипы не делят. Тип и подтип ржи можно установить только по сопроводительным документам, и технологические свойства зерна с ними не
связаны, как это имеет место у пшеницы. Группы и классы ржи устанавливаются так же, как
и у пшеницы.
Химический состав зерна ржи по сравнению с пшеницей характеризуется некоторыми особенностями. Среднее содержание белка (12,0 %) и пределы его колебаний несколько меньше.
Доля водо- и солерастворимых белков выше и доходит до 30 %, а спир-торастворимых - ниже. Поэтому по аминокислотному составу белки ржи имеют более высокую питательную
ценность - они богаче лизином, чем белки пшеницы. Клейковина в обычных условиях не отмывается: этому препятствуют слизи. В. Ф. Голенков разработал способ выделения клейковины из ржаной муки и показал, что качество ее во многом определяется районом выращивания и количеством осадков в период налива зерна.
В зерне ржи крахмала меньше - 56-63 %, и клейстеризу-ется он легче, чем у пшеницы. Среди
злаков рожь наиболее богата сахарами (4-8%) и слизями (1,5-3%). Клетчаткой, липидами и
минеральными веществами рожь несколько богаче, чем пшеница, выращенная в том же районе.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 73 из 198
Тритикале - новая зерновая культура, полученная при скрещивании мягкой и твердой пшеницы и озимой ржи. Селекционерам под руководством проф. А. Ф. Шулындина удалось объединить хромосомные комплексы двух разных ботанических родов и впервые в истории земледелия синтезировать зерновую культуру, обладающую рядом замечательных качеств: по
урожайности и устойчивости к неблагоприятным почвенно-климатиче-ским условиям она
существенно превосходит родителей. В названии культуры объединены по два слога из родовых названий пшеницы (Triti-) и ржи (-cale). В производственных посевах нашей страны
сейчас находятся сорта Амфидиплоиды 201, 206, 209, урожайность их достигает 75-82 ц/га.
Зерно тритикале, как правило, крупное, масса 1000 зерен достигает 35-53 г; по форме оно занимает промежуточное положение между рожью и пшеницей. Состояние поверхности зерновки ближе ко ржи - она часто бывает морщинистой, особенно вблизи бороздки. Консистенция эндосперма чаще полустекловидная, реже стекловидная и мучнистая, чаще бывает
шероховатая. Окраска серо-зеленая, реже желтая и коричневая, еще реже фиолетовая. Цвет
зерна зависит от толщины оболочек и сочетания окраски оболочек и алейронового слоя. В
оболочках находятся каротиноиды, в алейроновом слое - хлорофиллы и антоцианы. Поэтому
чем тоньше оболочки, тем яснее просвечивают пигменты алейронового слоя и тем более зеленым кажется зерно.
Содержание белков в зерне тритикале на 1 -1,5 % выше, чем у пшеницы, и на 3-4 % выше,
чем у ржи. Белки тритикале содержат больше лизина и триптофана, поэтому более ценны в
питании. Они образуют клейковины на 2-4 % больше, но по качеству слабее, чем пшеничные. Углеводно-амилазный комплекс тритикале по составу и свойствам занимает промежуточное положение. Получены, изучаются и совершенствуются трехродо-вые гибриды пшеницы, ржи и пырея. Они наследуют от пырея неприхотливость и устойчивость ко многим
болезням и вредителям злаков. Гибриды высокоурожайны, зерно содержит на 3-4 % больше,
чем пшеница, белков, образующих клейковину. Надо полагать, что вскоре в производственных посевах появится еще одна культура, а в реализации хлеб из нее.
Ассортимент и качество муки
Пшеничная мука
Переработка пшеницы в муку - сложный технологический процесс, состоящий из многих
операций, каждая из которых оказывает существенное влияние на пищевую ценность и качество готового продукта.
Пищевая ценность пшеничной муки. Химический состав зерна пшеницы подвержен существенным колебаниям в зависимости от многих природных факторов. Мука разных сортов
образуется различными частями зерновки, что также сильно отражается на ее пищевой ценности. В табл. 5 приведен средний химический состав пшеничной хлебопекарной муки (в %
на сухое вещество).
Большое влияние на химический состав муки оказывают тип помола и ее выход/Но данным
Г. Н. Прониной, особенно неустойчив он у муки 2-го сорта, которая получается при трехсортных помолах. Мука односортного помола любого сорта характеризуется более высокой
пищевой ценностью, чем многосортного.
Как видно из табл. 5, с увеличением выхода муки (снижением ее сорта) в ней растет доля
некрахмальных полисахаридов, минеральных веществ, липидов и сахаров и уменьшается количество крахмала.
Содержание белка несколько увеличивается от высшего сорта ко 2-му. Однако некоторое
снижение количества сырой клейковины во 2-м сорте объясняется тем, что в него попадают
часть измельченного зародыша и фрагменты алейронового слоя, белки которых клейковину
не образуют.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 74 из 198
В табл. 6 приведено содержание некоторых витаминов, незаменимых аминокислот и минеральных веществ (в мг на 100 г сухого вещества).
Таблица 1
Минеральные элементы Витамины
Сорт муки
Высший ....
1-й ......
2-й ......
Обойная . . .
Аминокислоты
Р
Са
Mg
Fe
в,
В2
РР
Е
лизин
101
135
215
393
21
28
37
45
19
51
85
ПО
1,4
2,6
3,9
4,8
0,20
0,29
0,43
0,48
0,09
0,14
0,16
0,22
1,40
2,57
3,36
5,26
3,00
3,57
6,28
6,44
293
339
490
450
мети-онин
117
187
240
210
триптофан
117
140
180
164
Таблица 2
Углеводы
Сорт муки
Белок
пентокрахмал сахар клетчатка
заны
Липиды
Зола
Энергетическая
ность, ккал (кДж)
цен-
Крупчатка
15,0 77,0
2,0
0,15
2,0
0,95
0,55 328(1372)
.......
Высший ........ 12,5 79,5
1,85 0,12
1,95
0,80
0,48 327(1368)
1-й...........
14,0 77,5
2,0
0,30
2,50
1,50
0,65 329(1377)
2-й...........
15,5 71,0
2,50 0,7
3,40
1,9
1,10 328(1372)
Обойная........ 15,0 66,0
4,0
2,30
7,20
2,0
1,85 323(1352)
Из таблицы видно, что содержание витаминов, минеральных элементов и незаменимых аминокислот возрастает с понижением сорта муки. Таким образом, при увеличении выхода муки
возрастает доля -биологически активных веществ, снижаются количество крахмала и энергетическая ценность. Однако изделия из муки низших сортов несколько труднее усваиваются и
имеют более темный цвет.
Показатели качества пшеничной муки
В данном разделе дана характеристика, хлебопекарной муки, которая реализуется населению
также через розничную торговую сеть и общественное питание. Оценка качества макаронной
муки приведена в гл. 4.
Действующим стандартом на муку нормируются основные показатели, контролирующие работу мукомольных предприятий. К ним относят зольность, крупноту помола, влажность, количество металлопримесей, отсутствие амбарных вредителей. Однако хлебопекарные достоинства муки характеризуются лишь одним показателем - количеством и качеством клейковины. Поэтому на практике приходится проводить ряд дополнительных исследований, хотя и
не предусмотренных стандартом, но позволяющих хлебозаводам, смешивая разные партии
муки, обеспечивать высокое и стабильное качество хлеба. Характеристика хлебопекарных
свойств муки и показателей, определяющих их, выделена в самостоятельный раздел.
Органолептическая оценка муки производится товароведом в первую очередь. Если мука по
запаху, вкусу или цвету не удовлетворяет требованиям стандарта, то она не подлежит пищевому использованию и дальнейшая оценка ее соответственно не производится.
Запах и вкус пшеничной муки хорошего качества слабо выражены, но специфичны для культуры. Следует отметить, что ароматические вещества зерна и муки пока мало изучены. Д. Л.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 75 из 198
Азии установил наличие в пшеничной муке 2-го сорта в малых количествах кетонов (диацетила и метилэтилкетона) и некоторых альдегидов (акролеина, изовалерианового и др.). В образовании аромата и вкуса свежей муки принимают участие также присутствующие в ней
растворимые углеводы, свободные аминокислоты и органические кислоты.
Однако запах и вкус муки легко изменяются под влиянием многих факторов: наличия пахучих сорняков, использования при помоле дефектного зерна (морозобойного, проросшего, заплесневевшего и др.). Неблагоприятные условия перевозки и хранения также отрицательно
влияют на муку.
В реализацию и хлебопечение не допускается мука, имеющая любые посторонние привкусы
и запахи.
Кроме того, при оценке муки устанавливают отсутствие при разжевывании хруста на зубах.
Он может появиться при плохой очистке зерна перед помолом и измельчении минеральных
примесей. Хруст является недопустимым дефектом муки.
Цвет муки разных сортов должен отвечать стандартам. Так, крупчатка должна иметь белый
или кремовый с желтоватым оттенком цвет; высший сорт - белый или белый с кремовым оттенком; 1-й сорт - белый или кремовый с желтоватым оттенком; 2-й - белый с желтоватым
или сероватым оттенком; 2-й сорт из твердой пшеницы - кремовый с желтым оттенком;
обойная - белый с желтоватым или сероватым оттенком и хорошо заметными отрубистыми
частицами.
Цвет муки в существенной степени зависит от ее выхода. Чем больше измельченных оболочек попадает в нее, тем она темнее. Это дает возможность быстро определять сорт муки,
сравнивая ее с эталонами-образцами определенного сорта. Однако такое установление сорта
дает лишь приблизительный результат, так как, кроме присутствия оболочек, на цвет муки
влияет много других факторов. Среди них важное значение имеют природные особенности
зернам содержание пигментов, стекловидность эндосперма и даже состав минеральных веществ. Кроме того, для зрительного восприятия цвета определенное значение имеют степень
измельчения муки и ее влажность. В настоящее время, пользуясь цветомерами (фотометры),
можно определить белизну муки и ее цветность (оттенок цвета). Принцип действия их основан на измерении отражательной способности сглаженной поверхности испытуемой муки в
условных единицах прибора. Отражение света определяют при красном и зеленом светофильтрах, белизну рассчитывают по приведенной в стандарте формуле.
Одновременно определяют крупность муки и вводят на нее поправку. В зависимости от оттенка белизна муки не должна превышать в условных единицах прибора ФПМ-56м: для
высшего сорта - 20-27, 1-го - 37-45, 2-го - 68-75. Однако цветомеры нашли применение пока
лишь на мельницах для контроля цветности разных потоков муки при формировании товарных сортов.
Зольность муки является основным показателем ее сорта. Минеральные элементы сосредоточены в основном в оболочках и зародыше, поэтому чем лучше они отделены, тем зольность муки меньше. Нормы зольности хлебопекарной муки (в %, не более): крупчатки - 0,60;
высшего сорта - 0,55; 1-го - 0,75; 2-го - 1,25; 2-го из твердой пшеницы - 1,75; обойной - 1,90.
Крупность помола муки имеет важное технологическое значение в хлебопечении. Чрезмерно крупная мука кажется более темной, она обладает пониженной водопоглотительной
способностью, замедленным образованием теста и дает хлеб недостаточного объема, с грубой толстостенной пористостью мякиша, иногда с бледной коркой. Из излишне измельченной (перетер- Из таблицы видно, что содержание витаминов, минеральных элементов и незаменимых аминокислот возрастает с понижением сорта муки. Таким образом, при увеличении выхода муки возрастает доля -биологически активных веществ, снижаются количество
крахмала и энергетическая ценность. Однако изделия из муки низших сортов несколько
труднее усваиваются и имеют более темный цвет.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 76 из 198
Показатели качества пшеничной муки
В данном разделе дана характеристика хлебопекарной муки, которая реализуется населению
также через розничную торговую сеть и общественное питание. Оценка качества макаронной
муки приведена в гл. 4.
Действующим стандартом на муку нормируются основные показатели, контролирующие работу мукомольных предприятий. К ним относят зольность, крупноту помола, влажность, количество металлопримесей, отсутствие амбарных вредителей. Однако хлебопекарные достоинства муки характеризуются лишь одним показателем - количеством и качеством клейковины. Поэтому на практике приходится проводить ряд дополнительных исследований, хотя и
не предусмотренных стандартом, но позволяющих хлебозаводам, смешивая разные партии
муки, обеспечивать высокое и стабильное качество хлеба. Характеристика хлебопекарных
свойств муки и показателей, определяющих их, выделена в самостоятельный раздел.
Органолептическая оценка муки производится товароведом в первую очередь. Если мука по
запаху, вкусу или цвету не удовлетворяет требованиям стандарта, то она не подлежит пищевому использованию и дальнейшая оценка ее соответственно не производится.
Запах и вкус пшеничной муки хорошего качества слабо выражены, но специфичны для культуры. Следует отметить, что ароматические вещества зерна и муки пока мало изучены. Д. Л..
Азии установил наличие в пшеничной муке 2-го сорта в малых количествах кетонов (диацетила и метилэтилкетона) и некоторых альдегидов (акролеина, изовалерианового и др.). В образовании аромата и вкуса свежей муки принимают участие также присутствующие в ней
растворимые углеводы, свободные аминокислоты и органические кислоты.
Однако запах и вкус муки легко изменяются под влиянием многих факторов: наличия пахучих сорняков, использования при помоле дефектного зерна (морозобойного, проросшего, заплесневевшего и др.). Неблагоприятные условия перевозки и хранения также отрицательно
влияют на муку.
В реализацию и хлебопечение не допускается мука, имеющая любые посторонние привкусы
и запахи.
Кроме того, при оценке муки устанавливают отсутствие при разжевывании хруста на зубах.
Он может появиться при плохой очистке зерна перед помолом и измельчении минеральных
примесей. Хруст является недопустимым дефектом муки.
Цвет муки разных сортов должен отвечать стандартам. Так, крупчатка должна иметь белый
или кремовый с желтоватым оттенком цвет; высший сорт - белый или белый с кремовым оттенком; 1-й сорт - белый или кремовый с желтоватым оттенком; 2-й - белый с желтоватым
или сероватым оттенком; 2-й сорт из твердой пшеницы - кремовый с желтым оттенком;
обойная - белый с желтоватым или сероватым оттенком и хорошо заметными отрубистыми
частицами.
Цвет муки в существенной степени зависит от ее выхода. Чем больше измельченных оболочек попадает в нее, тем она темнее. Это дает возможность быстро определять сорт муки,
сравнивая ее с эталонами-образцами определенного сорта. Однако такое установление сорта
дает лишь приблизительный результат, так как, кроме присутствия оболочек, на цвет муки
влияет много других факторов. Среди них важное значение имеют природные особенности
зерна; содержание пигментов, стекловидность эндосперма и даже состав минеральных веществ. Кроме того, для зрительного восприятия цвета определенное значение имеют степень
измельчения муки и ее влажность. В настоящее время, пользуясь цветомерами (фотометры),
можно определить белизну муки и ее цветность (оттенок цвета). Принцип действия их основан на измерении отражательной способности сглаженной поверхности испытуемой муки в
условных единицах прибора. Отражение света определяют при красном и зеленом светофильтрах, белизну рассчитывают по приведенной в стандарте формуле.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 77 из 198
Одновременно определяют крупность муки и вводят на нее поправку. В зависимости от оттенка белизна муки не должна превышать в условных единицах прибора ФПМ-56м: для
высшего сорта - 20-27, 1-го - 37-45, 2-го - 68-75. Однако цветомеры нашли применение пока
лишь на мельницах для контроля цветности разных потоков муки при формировании товарных сортов.
Зольность муки является основным показателем ее сорта. Минеральные элементы сосредоточены в основном в оболочках и зародыше, поэтому чем лучше они отделены, тем зольность муки меньше. Нормы зольности хлебопекарной муки (в %, не более): крупчатки - 0,60;
высшего сорта - 0,55; 1-го - 0,75; 2-го - 1,25; 2-го из твердой пшеницы - 1,75; обойной - 1,90.
Крупность помола муки имеет важное технологическое значение в хлебопечении. Чрезмерно крупная мука кажется более темной, она обладает пониженной водопоглотительной
способностью, замедленным образованием теста и дает хлеб недостаточного объема, с грубой толстостенной пористостью мякиша, иногда с бледной коркой. Из излишне измельченной (перетертой) муки хлеб получается быстро черствеющим, пониженного объема, с темной коркой и мякишем, а подовые изделия расплывшейся формы. В хлебопечении ценится
мука," однородная по размерам образующих ее частиц. Оптимальная крупность их в определенной степени связана с качеством клейковины и размерами крахмальных зерен. Мука с
сильной клейковиной должна быть несколько мельче, чем со слабой.
Крупность муки определяют просеиванием ее на шелковых или капроновых ситах, размер
отверстий которых установлен стандартом в зависимости от сорта. Нормы крупности и преобладающий размер частиц муки показаны в табл. 7.
Таблица 3
Крупность помола
проход сита
Преобладающий размер частиц, остаток на сите
Сорт муки
мкм
но не боно не меномер
номер
лее
нее
1
2
3
4
5
6
10 (не боКрупчатка ..........
150-250
23
2
35
лее)
Высший...........
' 30-40
43
5
1-й..............
40-60
35
2
43
75
2-й ...............
30-200
27
2
38
60
2-й из твердой пше27
2
38
65
ницы
Обойная...........
30-670
67
2
38
30
1
Номер мучного шелкового или капронового сита означает количество отверстий, находящихся
на
1
пог.
см
ткани
по
утку.
2
Номер проволочного сита показывает размер отверстия в свету, т. е. расстояние между соседними проволочками.
Содержание металлопримесей в муке не должно превышать 3 мг на 1 кг. Размер металлической частички в наибольшем измерении допускается не более 0,3 мм. Металлические примеси могут остаться при недостаточно тщательной очистке муки на магнитных аппаратах
перед ее фасовкойф. Масса частичек руды и шлака не должна быть более 0,4 мг.
Влажность муки не должна превышать 15 %. Влага не только имеет решающее значение
при хранении муки, но и оказывает влияние на выход хлеба. Повышение влажности на 1 %
снижает выход хлеба примерно на 1,5 %.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 78 из 198
Зараженность амбарными вредителями муки не допускается. При обнаружении признаков
присутствия любых вредителей мука должна быть изъята из реализации.
Оценка хлебопекарных свойств пшеничной муки
Применяемый термин «сила» муки фактически является синонимом качества муки, ее физических свойств. Сильной считают муку, способную при замесе поглощать относительно
большее количество воды и образовывать при этом тесто, устойчиво сохраняющее форму, не
липнущее к рукам и машинам, не расплывающееся при разделке и выпечке. Из хорогшей
пшеничной муки получается ароматный, вкусный, пышный хле(б правильной формы, покрытый гладкой блестящей зарумяненной коркой, с эластичным равномерно разрыхленным
мелкопористым мякишем. Прогнозирование и обеспечение высокого качества хлеба возможны лишь при учете хлебопекарных достоинств муки, которые зависят от белкодопротеиназного и углеводно-амилазного комплексов муки. Под термином «белковопротеиназный комплекс» подразумевают белки муки (главным образом глиади:н и глютенин), протеолитические ферменты, гидролизующие их, а также активаторы и ингибиторы
протеолиза. В понятие «углеводно-амилазный комплекс» включены сахар, крахмал и амилазы, гидролизующие его.
Белково-протеиназный комплекс. Белково-протеиназный комплекс, и прежде всего клейковина, является основным фактором, обусловливающим силу муки. Клейковина пшеничной
муки представляет собой сильно гидратированный комплекс, состоящий в основном из белков глиадина и глютенина. Их соотношение, по данным В. С. Смирнова, в клейковине из муки высшего сорта находится в пределах от 1: 1,6 до 1:1,8. С увеличением выхода муки оно
снижается и в клейковине из муки 2-го сорта составляет от 1:1,1 до 1 :1,2. Оба эти белка гетерогенны, каждый состоит из нескольких фракций.
Глиадин имеет молекулярную массу от 27000 до 65000. Набухая в воде, он образует относительно жидкую сиропообразную массу, которая характеризуется липкой, вязкотекучей,
сильно растяжимой и не упругой консистенцией.
Глютенина молекулы более крупные, их молекулярная масса составляет от сотни тысяч до
нескольких миллионов. Гидратиро-ванный глютенин образует резиноподобную, короткорастяжимую массу с большим сопротивлением деформации, упругую и относительно жесткую.
Сырая клейковина сочетает в себе структурно-механические свойства этих белков и занимает как бы промежуточное положение: глютенин является основой, а глиадин - ее склеивающим началом.
В сырой клейковине доля воды составляет 64-70 %. Кроме воды, белки прочно удерживают
небольшое количество крахмала, сахара, липидов, минеральных элементов. В клейковине
небелковые вещества составляют (в % на сухое вещество): из муки высшего сорта-8-10; 1-го10-12; 2-го-16-22. Установлено, что липиды, углеводы и минеральные элементы находятся в
клейковине в химически связанном состоянии - в виде лило- и гликопротеидов, а крахмал и
оболочечные частицы удерживаются механически. Входящие в состав клейковины липиды
оказывают влияние на ее свойства. Их действие объясняется тем, что ненасыщенные жирные
кислоты, окисляясь и образуя перекиси и гидроперекиси, способствуют окислению
сульфгидрильных групп - SH с образованием дисульфидных связей - S - S -, которые упрочняют внутримолекулярную структуру белка, делая ее более плотной. Дисульфидные связи
образуются как внутри одной молекулы белка, так и между разными молекулами клейковинных белков. Определенная часть липидов остается не связанной с белками и служит как
бы смазкой между белковыми молекулами, придавая клейковине дополнительную эластичность.
Свойства клейковины и методы их определения регламентированы стандартом, которым
нормируется количество клейковины. Содержание сырой клейковины должно быть (в % к
массе муки, не менее): в крупчатке - 30, высшем сорте - 28, 1-м - 30, 2-м - 25, обойной - 20.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 79 из 198
Качество клейковины характеризуется в основном органо-лептически по цвету и запаху, а
также упругости, эластичности и растяжимости. У клейковины хорошего качества цвет белый с желтоватым или сероватым оттенком и слабый приятный мучной запах. Клейковина
пониженного качества имеет серый цвет, иногда с коричневатым оттенком, и посторонний
неприятный запах.
Клейковина хорошего качества упругая, связная, после деформации быстро восстанавливает
первоначальную форму, к рукам не липнет. Плохая клейковина не упруга, прилипает к пальцам, консистенция у нее мажущаяся, иногда губчатая или крошливая.
Клейковина считается крепкой, если кусочек в 4 г растягивается менее чем на 10 см, средней
растяжимости - от 11 до 16 и слабой - более чем на 16 см.
Стандартом клейковину делят на три группы по указанным выше показателям: I - хорошая
упругость, длинная или средняя растяжимость; II - хорошая упругость и короткая растяжимость или удовлетворительная упругость, короткая, средняя или длинная растяжимость; III слабая упругость, сильно тянущаяся, провисающая при растягивании, разрывающаяся на весу под собственной тяжестью, а также неупругая, плывущая, несвязная.
О качестве клейковины достаточно объективно может свидетельствовать еегидратационная
способность. По данным Г. Н. Прониной, она колеблется (в % к сырой клейковине): у муки
высшего сорта - от 175 до 188, 1-го - от 172 до 197 и 2-го - от 166 до 186.
Определение сухой клейковины (в % к массе муки на сухое вещество) позволяет исключить
влияние колебаний влажности муки и гидратационной способности клейковины, поэтому
характеризует муку более объективно и теснее коррелирует с содержанием белка. Содержание сухой клейковины (в %): в муке высшего сорта - 9,4-10,ЗГ 1-го - 10,2-12,7; 2-го - 8,7-11,7.
Выпечка шарика из 2 г клейковины позволяет в определенной степени прогнозировать объемный выход хлеба. Шарик из клейковины хорошего качества имеет объем 4,5-5,5 см3, а отношение его высоты к диаметру равно 1,1 -1,2.
Расплываемость шарика из 10 г сырой клейковины, определяемая при температуре 30 °С,
за один, два и три часа расстойки достаточно объективно отражает качество и косвенно свидетельствует об активности протеолитических ферментов. Диаметр шариков (полусумма
двух перпендикулярных замеров) клейковины среднего качества примерно равен (в мм): в
начале определения - около 30; через 1 ч - от 40 до 50; через 2 ч - от 50 до 55; через 3 ч - от 55
до^бО.
Характеристика качества клейковины может быть проведена с помощью приборов, наиболее
распространенным является измеритель деформации клейковины ИДК-1, в котором на шарик клейковины массой 4 г в течение 30 с действует сила Р = 1,18 Н. Чем глубже пуансон
прибора погружается в клейковину, тем она слабее. И. М. Ройтер приводит следующую градацию качества клейковины (Ндеф - критерии качества в единицах прибора): сильная - 60-70,
средняя - 71-80, удовлетворительная - 81 -100, слабая - более 100. Если результат, полученный на ИДК-1, умножить на 0,2, то получают растяжимость клейковины в сантиметрах.
Таким образом, изучение качества клейковины стандартными и дополнительными методами
позволяет достаточно объективно и разносторонне характеризовать ее свойства. Однако на
процесс отмывания клейковины влияет множество факторов, в том числе температура и
жесткость воды, длительность отмывания, количество израсходованной при этом воды и др.
Кроме того, клейко-винные белки выделены из природной среды, и поэтому их свойства не
полностью совпадают с поведением их в тесте. Поэтому, хотя изучать клейковину несколько
быстрее и проще, но определение силы муки по свойствам теста дает более надежные результаты.
Протеолитические ферменты являются вторым компонентом белково-протеиназного комплекса; в здоровом зерне пшеницы они имеют сравнительно невысокую активность. Однако
в дефектном зерне и муке из него она резко возрастает. Протеазы, воздействуя на клейкови-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 80 из 198
ну, снижают ее упругость, увеличивают текучесть. Протеолиз не всегда сопровождается образованием свободных аминокислот, т. е. разрушением первичной структуры белка. В
начальной стадии протеолиз воздействует на третичную и четвертичную структуры белковой молекулы, вызывая ее дезагрегацию, образование полипептидов.
Ингибируют (замедляют) протеолиз окислители, способные окислять сульфгидрильные
группы до дисульфидных.
Активаторами протеолиза являются восстановители, разрушающие дисульфидные мостики между молекулами белка и тем самым ослабляющие клейковину. В муке и дрожжах, особенно старых, присутствует трипептид глютатион, обладающий сильным восстановительным действием. Таким же свойством обладает аминокислота цистеин. Специальные исследования активности протеолитических ферментов при оценке муки не производят. Об их деятельности судят по качеству клейковины и структурно-механическим свойствам теста.
Характеристика «силы» муки по структурно-механическим (реологическим) свойствам
теста. Тесто является оводненным коллоидным комплексом - полидисперсоидом. Оно обладает определенной внутренней структурой и своеобразными непрерывно изменяющимися
структурно-механическими свойствами. Методы, позволяющие дать их характеристику, одновременно характеризуют «силу» муки.
Определение «силы» муки по расплываемости шарика бездрожжевого теста предложено проф. Л. Я- Ауэрманом. По этому методу замешивают тесто с влажностью 46,3 %; 100 г
теста закатывают в шарик и выдерживают один, два и три часа, учитывая не только свойства
клейковины, но и суммарное влияние белковых веществ, протеолитических ферментов и
некрахмальных полисахаридов на реологические свойства теста. За 3 ч отлежки диаметр шарика теста из сильной муки увеличивается не более чем до 83 мм, средней - до 97, слабой более 97 мм.
Определение, «силы» муки по консистенции теста проводят консистометром (пенетрометром). При этом исследуют структурно-механические свойства теста, по которым судят об активности протеолитических ферментов, вызывающих дезагрегацию клейковины и
снижение ее упругости. Для испытания замешивают тесто постоянной для каждого сорта
муки влажности. Выдерживают его в термостате при температуре 35 °С в течение 60, 120 и
180 мин (Ко, Keo, Кi20 и Kieo) и определяют глубину продавлива-ния теста пуансоном под
действием силы Р = 50 г (0,49 Н). Чем глубже пуансон погружается в тесто, тем слабее мука
и тем больше значение К в условных единицах прибора. Так, в муке 1-го сорта хорошего качества Ко не превышает 100, Кбо - до 120, Ki20 -до 150 и Kieo - до 180.
Определяют «силу» муки на фаринографе, валориграфе или миксографе. Эти приборы
выпускают фирмы разных стран, но основаны они на едином принципе - регистрации сопротивления теста усилиям рабочих рычагов тестомесилки. Они имеют некоторые конструктивные различия, но при работе вычерчивают на лентах самописцев практически одинаковые
кривые, характеризующие качество муки разных сортов и партий при соблюдении постоянных условий температуры и консистенции теста.
Фаринограф сострит из тестомесилки с электродвигателем - динамометром, соединенным с
самописцем. Тестомесилка имеет двойные стенки, между которыми циркулирует вода постоянной температуры. Отмеривают воду на замес теста бюреткой, укрепленной над тестомесилкой.
Оценку в фаринбграфе проводят в два этапа. Вначале определяют водопоглотительную способность муки: в тестомесилку загружают навеску муки и из бюретки добавляют воду до тех
пор, пока не образуется тесто с консистенцией в 500 единиц прибора, рассчитывают влагоемкость, которая у муки разной силы различна и, следовательно, влажность испытуемого теста также меняется. Затем в тестомесилку вновь насыпают такую же навеску муки, сразу
вливают из бюретки найденное в первом опыте количество воды и замешивают тесто до тех
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 81 из 198
пор, пока не начнется снижение консистенции. За время замеса стрелка самописца вычерчивает кривую - фаринограмму, схема которой показана на рис. 1.
Фаринограмма замеса характеризует:
а - образование и консистенцию теста (в первый период она возрастает, достигая заданного
значения - 500 единиц прибора, некоторое время удерживается на этом уровне, затем начинает постепенно снижаться, указывая на утрату тестом упругости - его разжижение);
b - время образования теста, в течение которого оно достигает заданной консистенции (для
сильной муки оно больше, чем для слабой);
с - эластичность и растяжимость теста (амплитуда колебаний пера самописца, из которых эта
полоса складывается, у слабой муки она значительно шире, чем у сильной. Наиболее узкая
полоса будет в тесте с очень крепкой клейковиной);
Рис. 1. Схема фаринотраммы теста (по Л. Я. Ауэрмаиу, 1984)
d - стабильность (устойчивость) теста к механическим воздействиям (чем сильнее мука, тем
дольше сохраняет тесто свои первоначальные свойства, поэтому горизонтальный участок
кривой достаточно длинный. Тесто из слабой муки быстро теряет консистенцию, и спад кривой начинается почти сразу после достижения ею максимума);
е - разжижение (размягчение) теста соответствует разности между максимально достигнутой
при замесе консистенцией и ее конечным значением. Чем больше числовое значение этой
разности, тем тесто слабее.
Рис. 2. Альвеограммы теста: Р - упругость; L - растяжимость;
из муки; 1 -- сильной; 2 - средней «силы», 3 - слабой
Фаринограф используют для изучения изменений реологических свойств теста при брожении, а также влияния на них таких добавок, как жиры, сахара, белковые обогатители и другие виды муки.
Определение «силы» муки на альвеографе (рис. 2)основано на регистрации давления, выдерживающее тесто при выдувании из него пузыря, и его предельного растяжения. Прибор
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 82 из 198
состоит из тестомесилки и собственно альвеографа. Влажность теста для испытания всегда
одинакова (на 250 г муки с влажностью 14,3 % берут 125 мл 2,5 %-ного раствора поваренной
соли). При отклонении влажности муки в ту или иную сторону делают соответствующий пересчет. Замес продолжается 6 мин, затем специальным устройством, которым снабжена месилка, из теста выпрессовывается диск всегда одинакового диаметра и толщины. Его выдерживают в термостате при температуре 25 °С в течение 20 мин. После этого диск теста зажимают между фланцами альвеографа и воздухом выдувают из него пузырь до тех пор, пока
его стенки лопнут.
Растяжение (L) и предельное давление (Р) регистрируются самописцем на кривой - альвеограмме, показанной на рис. 8. Отношение Р к L для очень сильной муки достигает 2,5 и
более; для хорошей муки - от 2 до 0,8; для слабой - менее 0,8. Площадь, очерченная кривой,
показывает работу (W), которую надо произвести для разрыва пузыря теста. Для сильной
муки она бывает не менее 580-10~4 Дж, а для слабой 300-10~4 Дж и менее, т. е. чем больше
W и отношение P:L, тем мука сильнее.
Углеводно-амилазный комплекс муки. Известно, что преобладающими компонентами муки
являются углеводы, главным образом крахмал. Доля растворимых углеводов невелика, в сухом веществе разных сортов муки их содержание колеблется от 0,7 до 1,8 %. В процессе
приготовления пшеничного хлеба для обеспечения нормальной жизнедеятельности дрожжей,
получения красивого, пышного и ароматного хлеба их необходимо 5-6 %. Недостающее количество Сахаров образуется из крахмала под действием амилаз. Поэтому очень важными
показателями качества муки являются сахарообразующая и газообразующая способности.
Сахарообразующая способность муки показывает активность ферментов, осахаривающих
крахмал, и его атакуемость. В муке из здорового зерна пшеницы в активном состоянии находится Р-амилаза, количества которой вполне достаточно для выработки высококачественного хлеба. В муке из проросшего и морозобой-ного зерна повышенную активность имеет аамилаза. Зерно, сушившееся при излишне высокой температуре, дает муку с частично или
полностью инактивированными амилазами.
Следующим фактором, влияющим на сахарообразующую способность муки, является состояние ее крахмала. Крупность частичек муки оказывает влияние на атакуемость крахмала. В
муке тонкого помола больше плоыдадь соприкосновения крахмала с ферментами и, следовательно, выше будет сахарообразующая способность. Аналогично на этот показатель влияют
размеры крахмальных гранул. Важное значение имеет также степень механического повреждения крахмала при помоле. Оптимальной сахарообразующей способностью обладает мука, в которой количество поврежденных гранул крахмала находится в пределах от 20 до 30
%.
Сахарообразующую способность определяют по методу Рам-зей - ВНИИЗ и выражают в
миллиграммах мальтозы, образовавшейся в водно-мучной суспензии из 10 г муки и 50 мл
воды в течение 1ч ч амилолиза при температуре 27 °С. Для хорошей муки высшего сорта она
находится в пределах от 150 до 200 мг, 1-го и 2-го - от 250 до 300 мг.
Газообразующая способность муки выражается в миллилитрах углекислого газа, образовавшегося за 5 ч брожения теста при температуре 30°С из Г00 г исследуемой муки (с влажностью 14 %), 60 мл воды и 10 г прессованных дрожжей. Этот показатель тесно связан с сахарообразующей способностью и зависит от тех же факторов. Образующийся диоксид углерода можно определять волюмометрически (по его объему) и манометрически (по создаваемому им давлению). В нашей стране используются приборы первого типа.
' Поскольку часть газа, образовавшегося при брожении, остается в тесте и разрыхляет его, то
естественно, что газообразующая способность определяется как сумма выделившегося и
удержан-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 83 из 198
ного тестом газа. Газообразующая способность муки высшего и 1-го сортов (мл
): низкая
(мука «крепкая на жар») - менее 1300, нормальная - 1301 -1600, высокая - более 1600.
Газоудерживающая способность (разрыхление теста образующимся при брожении диоксидом углерода) зависит от количества и качества клейковины, а также от активности протеолитических ферментов, т. ё. от белково-протеиназного комплекса муки. Обычно она выражается в процентах к газообразующей способности. Тесто из муки отличного качества удерживает 65-80 % образовавшегося углекислого газа, а из слабой муки - менее 50 %. Тесто с низкой газоудерживающей способностью дает хлеб расплывшейся формы, т. е. оно обладает
низкими формоудержи-вающими свойствами.
Автолитическая активность пшеничной муки. Накопление водорастворимых веществ под
действием ферментов позволяет в определенной степени судить о качестве зерна, из которого она выработана. Мука разных сортов из здорового зерна имеет авто-литическую активность не более 20-30 %, а из проросшего, морозобойного - значительно выше. Поданным А.
Н. Рукосуева, содержание водорастворимых веществ в пшеничной муке из здорового зерна
составляет (в %): в крупчатке - 4,2; в высшем сорте - 6,0; в 1-м сорте - 6,5; во 2-м сорте - 8,0;
в обойной - 11,0. Методика определения автолитической активности дана на с. 74.
Пробная выпечка хлеба из пшеничной муки. Все перечисленные выше показатели белково-протеиназного и углеводно-амилаз-ного комплексов муки характеризуют какой-то один
или несколько признаков ее качества. Наиболее разносторонней получается оценка качества
муки по пробной выпечке и оценке хлеба, полученного из исследуемого образца.
Стандарт на методы оценки качества муки (ГОСТ 9404-60) предусматривает безопарный
способ приготовления теста из муки, воды, дрожжей и соли. Влажность теста для каждого
сорта муки установлена постоянной. Так же четко регламентированы температура теста
(32°С), длительность брожения (170 мин) и количество обминок (две - через 60 и 120 мин от
начала брожения). Готовое тесто делят на три части - два хлебца выпекают в формах, один подовым. Стандарт оговаривает также длительность расстойки, выпечки и температуру печи.
У готовых хлебцов производят полную органолептическую оценку по стандарту на простой
хлеб из данного сорта муки. Кроме того, у подового хлеба определяют отношение высоты к
диаметру. Для муки хорошего качества оно должно быть не менее 0,4. У формового хлеба
определяют объем в миллилитрах и рассчитывают его на 100 г муки с влажностью 14,5 %.
Он составляет (в мл): для муки отличного качества - более 500, хорошего - 450-500, выше
среднего - от 400 до 450, среднего - от 360 до 400, плохого - менее 360.
Питательные вещества в ржаной муке распределены так же, как и в пшеничной. Пищевая
ценность ржаной муки. В табл. 4. приведен средний химический состав ржаной муки (в % на
сухое вещество).
Таблица 4
Углеводы
пентозаны
Сорт муки Белок
в том
крахмал сахар клетчатка
всего числе
слизи
Сеяная .... 10,30 74,0
4,45
0,48
3,42
1,95
Обдирная.
1 1,35 67,8
5,27
1,56
7,29
1,98
..
Обойная .
15,50 62,5
6,29
2,30
7,17
1,95
..
Липиды Зола
Энергетическая
ценность,
ккал/кДж
1,15
0,65
326(1364)
1,65
1,36
325(1360)
2,15
1,85
321(1343)
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 84 из 198
Сеяная мука, получаемая преимущественно из эндосперма ржи, характеризуется относительно низким по сравнению с другими сортами содержанием белка, сахара и некрахмальных полисахаридов, жира и минеральных веществ и самым высоким содержанием крахмала.
Обойная мука отличается от целого зерна ржи только несколько сниженным содержанием
минеральных веществ и некрахмальных полисахаридов, удаляемых при сухой обработке поверхности зерна перед размолом.
По химическому составу обдирная мука занимает промежуточное положение. По сравнению
с пшеничной мукой (табл. 2) ржаная отличается повышенным содержанием сахаров и липидов. Среди растворимых сахаров в ржаной муке, по данным Д. Л. Азина, содержится пентоза
(арабиноза), гексозы (фруктоза, галактоза и глюкоза), а из дисахаридов преобладает сахароза, найдена рафиноза.
Сравнивая содержание основных питательных веществ в пшеничной и ржаной муке, можно
увидеть, что по количеству близкие сорта (1-й сорт, и сеяная; 2-сорт и обдирная, обойная)
отличаются мало. Однако по свойствам веществ, входящих в ржаную и пшеничную муку,
различия весьма существенны. Так, сумма водо- и солерастворимых белков в ржаной муке
почти вдвое больше (35-45 %), чем в пшеничной. Хотя соотношение глиадина и глютелина в
ржаной муке примерно такое же, как и в пшеничной, однако в обычных условиях клейковина
из нее не отмывается. По аминокислотному составу белки ржи обладают большей питательной ценностью, чем пшеницы, так как богаче многими незаменимыми аминокислотами, и в
первую очередь лизином.
В табл. 5 показано содержание некоторых витаминов, минеральных элементов и незаменимых аминокислот в сортах ржаной муки (в мг на 100 г сухого вещества).
Таблица 5
Минеральные вещества
Витамины
Аминокислоты в 100 г белка
Сорт муки
Р
Са Mg Fe со в2 РР Е лизин метионин триптофан
Сеяная . . . 150 22
29
3,4 о о 0,09 1,15 2,37 326
116
116
Обдирная 220 39
70
4,1 о 0,15 1,19 4,26 349
140
128
Обойная . . 298 50
87
4,8 о 0,23 1,35 4,88 419
174
151
Доля биологически активных веществ в ржаной муке возрастает от сеяной к обойной. Ржаная мука богаче, чем пшеничная, рибофлавином, но значительно беднее ниацином. Она имеет также более разнообразный комплекс красящих веществ. Кроме каротиноидов, в муке содержатся флавоноиды, антоцианы, а в муке из зеленозерной ржи также и хлорофилл.
Органолептическая оценка качества ржаной муки проводится по тем же признакам, что и
пшеничной.
Запах и вкус свежей ржаной муки, по данным Д. Л. Азина, определяют изомасляный и изовалериановый альдегиды, содержащиеся в преобладающем количестве, а также присутствующие бензальдегид, фурфурол, акролеин и другие ароматические соединения. Кроме того, в
муке присутствуют органические кислоты (лимонная, яблочная, молочная), некоторые свободные аминокислоты, сахара. Поэтому свежая ржаная мука имеет приятный, свойственный
ржи запах и сладковатый вкус. Не допускаются посторонние привкусы и запахи.
Цвет сортов ржаной муки сеяной - белый, обдирной - серовато-белый, обойной - сероватобелый с заметными частицами оболочек зерна.
Характерной особенностью ржаной муки является ее способность в процессе приготовления
хлеба к потемнению. Это обусловлено наличием в периферических частях зерновки ржи активной полифенолоксидазы (тирозиназы) и тирозина. Именно поэтому мякиш ржаного хлеба
всегда темный. Получаемая преимущественно из эндосперма сеяная мука дает хлеб с более
светлым мякишем.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 85 из 198
Зольность ржаной муки установлена в следующих пределах (в % на сухое вещество): сеяной
- 0,75; обдирной - 1,45; обойной - 2,00.
Влажность всех сортов ржаной муки должна быть не более 15 %. Следует отметить, что
ржаная мука характеризуется повышенной (по сравнению с пшеничной мукой) гигроскопичностью.
Крупность помола для ржаной муки имеет такое же значение, как и для пшеничной. В табл.
6 указаны номера контрольных сит и размеры остатков и проходов через них для ржаной муки.
Таблица 6
Крупность помола
Сорт муки Преобладающий размер частиц, мкм остаток на сите
проход сита
номер %, не более номер %, не более
Сеяная .......
20-200
27
2
38
90
Обдирная .....
80-400
045
2
38
60
Обойная......
30-670
067
2
38
30
Оценка хлебопекарных свойств ржаной муки
Качество ржаного хлеба определяется теми же признаками, что и пшеничного, однако роль
их несколько иная. Для ржаного хлеба большое значение имеют свойства мякиша - его
влажность или сухость на ощупь, степень липкости, заминаемость. В то же время объемный
выход формового хлеба, структура пористости и цвет мякиша имеют меньшее значение. Эти
особенности обусловлены своеобразием углеводно-амилазного и белково-протеи-назного
комплексов ржаной муки.
Углеводно-амилазный комплекс ржаной муки. Характеризуется более высоким содержанием растворимых углеводов, в том числе сахаров и полифруктозидов (левулезанов), дающих пригидролизе фруктозу. Их количество в ржаной муке достигает 1,5-2,0 %, а в пшеничной лишь 0,3 %. На этом различии основан один из методов определения примеси ржаной
муки и пшеничной (реакция Селиванова).
Ржаная мука содержит от 1,5 до 3 % водорастворимых пентозанов (слизей), что примерно в 2
раза больше, чем в пшеничной. При этом молекулярная масса ржаных слизей в 2-5 раз больше, чем пшеничных. Поэтому вязкость их во много раз больше, чем пшеничных, при той же
концентрации. Они обеспечивают поддержание вязкости ржаного теста почти без изменений
на протяжении всего периода брожения теста. Слизи в тесте образуют с белками комплексы.
В ржаной муке присутствуют ферменты, гидролизующие слизи. Их активность существенно
возрастает при прорастании зерна. Крахмал ржаной муки клейстеризуется при температуре
52-55 °С (пшеничный при 60-67 °С). Атакуемость ржаного крахмала амилазами выше, чем
пшеничного. Ржаная мука из хорошо созревшего здорового зерна всегда имеет в активном
состоянии не только {$-, но и а-амилазу. Таким образом, в хлебопекарных свойствах ржаной
муки ведущая роль принадлежит углевбдно-амилазному комплексу, поэтому при оценке
ржаной муки прежде всего исследуют его состояние.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 86 из 198
Рис. 3. Схема амилограммы ржаной муки (по Л. Я. Ауэр-ману, 1984)
Автолитическую активность ржаной муки (содержание водорастворимых веществ) определяют по ГОСТ 9404-60 (прогревают мучную суспензию из 1 г муки и 10 мл дистиллированной воды на водяной бане в течение 15 мин, затем автолизат охлаждают и с помощью
прецизионного рефрактометра определяют содержание сухих веществ. Чем выше активность
амило-и протеолитических ферментов и чем более податливы к действию этих ферментов
полисахариды и белки, тем больше образуется за это время растворимых веществ). Автолитическая активность муки (в % на сухое вещество): сеяной и обдирной муки - не более 50,
обойной - 55 '. Так же определяют автолитическую активность муки из пшеницы и тритикале.
Определение вязкости водно-мучной суспензии с помощью амилографа - ротационного
вискозиметра, соединенного с самописцем. Для этого готовят суспензию (80 г муки и 450 г
воды температурой 25 °С) и помещают ее в прибор. Суспензию нагревают со скоростью 1,5
°С в минуту при непрерывном перемешивании. Усилия, затрачиваемые на перемешивание
ротором вискозиметра, передаются на перо самописца, который вычерчивает на ленте кривую.
Определение числа падения по методу Хагберга- Пертена. Этот метод является стандартным в международной хлебной торговле. Он позволяет определять суммарную автолитическую активность ржаной и пшеничной муки несколько быстрее, чем в амило-графе. Для этого берут 7 г муки и 25 мл дистиллированной воды температурой 20 °С, пробирку строго
определенных диаметра и высоты. Встряхивают 20 раз для смешивания содержимого. Затем
пробирку закрывают пробкой, через отверстие в центре которой вставлен стерженьсмеситель с кольцом для смешивания содержимого пробирки и ограничителем, соприкосновение которого с пробкой прекращает опускание стержня. Пробирку помещают в кипящую
водяную баню прибора, присоединяют его к мотору и включают секундомер и прибор. Через
5 с стержень-смеситель начинает движение вверх-вниз, смешивая содержимое пробирки. Через 60 с смеситель выводят в крайнее верхнее положение и отпускают для свободного падения. Когда смеситель опускается до соприкосновения верхнего ограничителя с поверхностью
пробки, секундомер останавливается. Числом падения будет общее количество отсчитанных
секунд (к 60 прибавляют длительность свободного погружения стержня). Чем выше автолитическая активность, тем меньше величина числа падения. Она составляет (с): у муки с пониженной активностью - более 300, нормальной - 150-300, повышенной - менее 150.
Выпечка колобка из ржаной муки и воды. Этот показатель характеризует состояние углеводно-амилазного комплекса. Из 50 г испытуемой муки и 41 мл воды комнатной температуры
замешивают тесто, закатывают его в шарик и выпекают в лабораторной печи при температуре 230 °С в течение 20 мин. После охлаждения проводят органолептическую оценку полученного хлебца, отмечая его объем, внешний вид, окраску поверхности, цвет и состояние мякиша.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 87 из 198
Ржаная мука с нормальной автолитической активностью (23- 28 % водорастворимых веществ
в мякише колобка) дает хлебец правильной шарообразной формы с сероватой корочкой, без
крупных подрывов и трещин, с достаточно сухим на ощупь мякишем. При повышенной активности ферментов (более 28 % водорастворимых веществ) хлебец имеет расплывшуюся
форму с румяной верхней коркой. У нижней корки образуются подрывы иногда с выплывами липкого, темноокрашенного мякиша. Мука, имеющая низкую автолитическую активность (менее 23 % водорастворимых веществ), дает колобок шарообразной формы, малого
объема, с бледноокрашенной коркой, без подрывов и трещин, с плотным жестким мякишем.
Белково-протеиназный комплекс ржаной муки и его роль в формировании качества ржаного
хлеба изучены значительно меньше. Известно, что отличительной особенностью белков
ржаной муки является их способность к быстрому и интенсивному набуханию. Значительная
часть белка при этом пептизируется, образуя очень вязкий коллоидный раствор. Как недостаточная, так и излишняя пептизация белков неблагоприятно сказываются на качестве ржаного хлеба. Пептизированные белки взаимодействуют со слизями, образуя комплексы, существенно увеличивающие вязкость ржаного теста. Ржаные белки не образуют в тесте структурный клейковинный каркас, как пшеничные. Протеолитические ферменты ржаной муки из
здорового зерна имеют невысокую активность, но, воздействуя на белки, способствуют их
пептизации, освобождают связанные амилазы, усиливающие гидролиз крахмала. В настоящее время при оценке хлебопекарных свойств ржаной муки специальных исследований белково-протеиназного комплекса не проводят, о нем судят косвенно по автолитической активности. По зольности сортовая мука тритикале близка к соответствующим сортам ржаной муки. Обойная мука тритикале содержит значительно меньше минеральных веществ, чем аналогичные сорта из пшеницы и ржи.
Белково-протеиназный комплекс муки тритикале. Имеет признаки как пшеницы, так и
ржи. По общему содержанию белков она на 2-5 % превосходит ржаную, близка к пшеничной, а иногда и превосходит ее. По содержанию лизина, треонина, изолейцина и лейцина
белки тритикале превосходят пшеничные, а иногда и ржаные. Количество альбуминов и глобулинов в муке из зерна тритикале существенно больше, чем в пшеничной, и близко к ржаной, а по содержанию проламинов и глютелинов занимает промежуточное положение. Белки
муки из тритикале образуют клейковину, доля которой такая же или несколько больше, чем
в пшеничной. По качеству клейковина тритикале значительно уступает пшеничной и чаще
всего является слабой.- Критерий качества ее на приборе ИДК составляет 103-108 единиц
прибора. Вероятно, одной из причин такой слабой клейковины муки тритикале является повышенная активность протеолитических ферментов. По данным Н. П. Козьминой, мука тритикале по этому показателю превосходит не только пшеничную, но и ржаную.
Углеводно-амилазный комплекс муки тритикале. Существенно отличается от пшеницы и
ржи. Доля крахмала в муке соответствующих по выходу сортов примерно одинакова, но он
имеет более низкую температуру начала клейстеризации (60 °С), чем пшеничный (65 °С),
меньшую плотность (1,4465 и 1,4832 соответственно), поэтому гидролизуется амилазами
легче, чем пшеничный. Мука тритикале, как и ржаная, содержит активную а-амилазу. Автолитическая активность разных сортов муки три
Зерно тритикале поступает на мельничные предприятия, а мука используется в хлебопечении
немногим более десяти лет, поэтому ее пищевые и хлебопекарные достоинства изучены
меньше, чем муки пшеничной и ржаной.
Питательная ценность сортов муки тритикале, как и других видов муки, зависит от химического состава зерна и выхода муки. По исследованиям Л. Я. Ауэрмана, мука тритикале характеризовалась следующими данными:
Зольность, % Белок, % на сухое вещество Клейковина, %
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Сеяная......
. . 0,70
Обдирная ..... . . 1,43
Обойная ..... . . 1,58
Ред. № 1 от ________________
14,2
14,9
15,1
Страница 88 из 198
34,2
32,0
26,4
Тритикале колеблется от 60 до 62 %. По количеству пентозанов, в том числе слизей, мука
тритикале, по данным Н. П. Козьминой, занимает промежуточное положение. Муку тритикале используют в хлебопечении в смеси с пшеничной или ржаной, а самостоятельно - для выпечки мелкоштучных изделий и в кондитерской промышленности.
Второстепенные виды муки
Мука из ячменя и кукурузы в небольших количествах вырабатывается в отдельных, ограниченных регионах нашей страны и используется их населением в основном в домашних условиях, поэтому характеристика сырья для ячменной и кукурузной муки приведена в гл. 3, так
как для крупяной промышленности эти культуры служат основным сырьем.
Ячменная мука
Ячменная мука вырабатывается в северных районах европейской части страны, в Якутии,
Бурятии, где местное население традиционно применяет ее для изготовления блинов и лепешек. Выработку ячменной муки осуществляют по схеме переработки ржи, при этом тщательно отделяют цветковую пленку, а при выработке сеяной муки частично удаляют и плодовую оболочку. Ячменная мука типа сеяной (выход 70-73 %) имеет зольность около 1,0-1,2
%, а типа обойной (выход 82-85 %) выпускается с зольностью до 2 %.
Белково-протеиназный комплекс ячменной муки. Количество белков, в муке колеблется
от 10 до 16 %. Они богаты лизином, валином, серосодержащими аминокислотами (метионином, цис-тином, цистеионом). Мука из многих сортов ячменя образует клейковину, обладающую малой растяжимостью, иногда крошко-ватую. Однако клейковина ячменя пока изучена мало. Высказано предположение о том, что качество клейковины ячменя, так же как и
ржи, во многом определяется повышенным содержанием и свойствами слизистых веществ.
Протеазы ячменной муки имеют повышенную активность; это сильно отражается на состоянии теста при брожении.
Углеводно-амилазный комплекс ячменной муки. Характеризуется довольно высоким содержанием растворимых углеводов (2-3%) и крахмала (75-80 %). Крахмальные зерна преобладают мелкие - от 5 до 12 мкм. Активность амилолитических ферментов у ячменя самая высокая среди всех злаков, поэтому сахаро- и газообразующая способности муки также очень
высокие. Ячменный крахмал при клейстеризации во время выпечки связывает относительно
мало воды и при хранении быстро ее выделяет - хлеб очень быстро черствеет. Ячменная мука содержит до 2,5 % слизей, образующих очень вязкие коллоидные растворы и придающих
тесту повышенную вязкость. Примесь ячменной муки к ржаной до 2-5 % несколько улучшает качество ржаного хлеба, а более значительные добавки ухудшают его пористость.
Кукурузная мука
В настоящее время выработка кукурузной муки осуществляется трехсортным помолом с
обязательным отделением зародыша. Общий выход ее составляет 85 %, в том числе муки типа «Экстра» (крупка) - 15%, крупного помола - 60, тонкого помола - 10%. При оценке каче-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 89 из 198
ства кукурузной муки, кроме органолеп-тических показателей, влажности (до 15 %), зольности (0,9- 1,3%) и крупности, определяют количество жира (1,5-3,0%), контролирующего тщательность отделения зародыша.
Углеводно-амилазный комплекс кукурузной муки. Крахмальные зерна кукурузы имеют
довольно крупные размеры - от 10 до 30 мкм, но на их поверхности нет прикрепленного белка. Поэтому при сравнительно малой активности амилаз кукурузная мука характеризуется
более высокой по сравнению с пшеничной сахаро- и газообразующей способностью. Кукурузный крахмал имеет высокую, температуру клейстеризации (72-78 °С) и образует быстро
Стареющий гель, что приводит к быстрому черстве-нию хлебных изделий с добавкой кукурузной муки.
Белково-протеиназный комплекс кукурузной муки. Резко отличается от предыдущих видов муки. Количество белка в кукурузной муке сравнительно невелико - от 8 до 11,5%. Белки
кукурузы дефицитны незаменимыми аминокислотами, особенно лизином, треонином, триптофаном. При замешивании теста белки кукурузы клейковину не образуют. При добавлении
кукурузной муки к пшеничной она оказывает отрицательное влияние на клейковину последней - снижается количество отмываемой клейковины по отношению к массе пшеничной муки, находящейся в смеси. Чем больше количество добавляемой кукурузной муки, тем хуже
отмываемая клейковина - она утрачивает связность, эластичность, становится крошащейся.
Объемный выход и пористость хлеба уменьшаются почти пропорционально количеству добавляемой кукурузной муки. Поэтому в хлебопечении ее, как правило, не применяют. Пониженная вязкость теста из смеси кукурузной и пшеничной муки используется кондитерской
промышленностью при изготовлении высококачественных изделий из песочного теста. Кроме того, кукурузной мукой пользуются в пивоварении и медицинской промышленности.
Население южных республик нашей страны из кукурузной муки изготовляет лепешки и
национальные кулинарные изделия
Соевая мука
Посевы сои в нашей стране невелики, но постоянно расширяются. В мировом хозяйстве среди бобовых культур соя занимает первое место. Основными районами ее возделывания являются Молдавия, юг Украины, Грузия и Дальний Восток.
По химическому составу семена сои занимают особое место. Содержание белка в них около
40 %. По аминокислотному составу белки сои близки к мясу, а по усвояемости - к казеину
молока. Количество растворимых углеводов колеблется от 3,5 до 15,5 %, среди них найдены
пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза), гексозы (глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза, рамноза), сахароза, и трисахарид (рафиноза). Доля усвояемых полисахаридов невелика - в среднем 4 %, они в основном состоят из декстрино-подобных соединений, доля крахмала не превышает 0,5-3 %. Некрахмальные полисахариды представлены в основном клетчаткой (от 3,0
до 6,3 %) и гемицеллюлозами (8-11 %). Содержание липидов в сое достигает 25 %, поэтому
она является одной из ведущих масличных культур. Ненасыщенные жирные кислоты преобладают в составе жира сои (до 85 %). Зольность семян сои составляет от 4,5 до 7 %, при этом
в оболочках минеральных веществ содержится несколько меньше, чем в семядолях, поэтому
зольность не может быть показателем степени отделения оболочек при помоле сои в муку.
С особенностями состава семян сои связано ее использование. Из нее получают пищевое
растительное масло, а из обезжиренного остатка - концентраты и изоляты белков. В ряде
стран семена сои широко используют для приготовления соевого молока и кисло-молочных
продуктов.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 90 из 198
Соевую муку вырабатывают трех видов: необезжиренную - из целых семян; полуобезжиренную - из соевого жмыха (остатка от получения масла прессованием); обезжиренную - из
шрота (остатка от выработки масла экстракцией).
Необезжиренная мука, полученная без предварительной тепловой обработки семян, называется недезодорированной. Ее характерной особенностью являются специфический запах и
вкус сои. Дезодорированная мука получается при помоле предварительно обработанных паром семян. При пропаривании ароматические вещества отгоняются с паром или разрушаются. Полуобезжиренная и обез'жиренная мука может быть только дезодорированной. При получении соевой муки удаляют семенную оболочку, тщательность ее отделения контролируют по содержанию клетчатки, по содержанию которой соевую муку делят на два сорта: высший и 1-й. Органолептическая оценка является основным признаком, по которому можно
различить недезодорированную и дезодорированную соевую муку. Запах и вкус недезодорированной муки - бобовый, свойственный семенам сои; дезодорированная мука не должна
иметь запаха сои, бобового привкуса и посторонних привкусов и запахов. Не допускается
хруст на зубах при разжевывании. Цвет муки высших сортов всех видов должен быть светлее цвета муки 1-го сорта:
Содержание жира является отличительным признаком видов соевой муки (в % на сухое вещество): в муке необезжиренной - 17, полуобезжиренной - 5-8, обезжиренной - менее 2.
Содержание белка зависит от жирности муки и должно быть (в % на сухое вещество, не менее): в муке необезжиренной - 38, полуобезжиренной - 43, обезжиренной - 48.
Влажность муки не должна превышать (в %): необезжиренной и полуобезжиренной - 9,
обезжиренной- 10. Кроме того, у всех видов и сортов соевой муки нормируется крупность
помола, устанавливаемая просеиванием на ситах.
Полуобезжпренная
Сорт муки
Необезжиренная
Обезжиренная
Светло-желтый до
Высший Белый до светло-желтого СветБелый до светлокремового Желтый до
1-й
ло-желтый до темно-кремового
желтого Желтый
светло-бурого
Содержание клетчатки является основным показателем сорта соевой муки (в % на сухое
вещество, не более):
Сорт муки
Необезжиренная Полуобезжиренная Обезжиренная
Высший 1-й . . .
. . 3,5 . . 4,5
4,5 5,0
4,5 5,0
Контрольные вопросы:
1. Назовите виды муки
2. Назовите основные показатели качества муки.
3. Дайте краткую характеристику каждого вида муки
4. Какой химический состав у разных видов муки.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 91 из 198
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 7
1. Составные части элеватора:
Рабочее здание. Силосные корпуса
Производство зерна носит сезонный характер. Большие массы зерна накапливаются в
очень короткие сроки, исчисляемые днями. Потребление же зерна происходит ежедневно в
течение года. Следовательно, в стране необходимо иметь запасы зерна, которые бы удовлетворяли ежедневную потребность в зерне и продуктах его переработки всех потребителей.
Созданием таких запасов и занимается элеваторная промышленность
Элеваторная сеть в стране в основном представлена железобетонными элеваторами.
Разработаны десятки типов проектов различных типов элеваторов (хлебоприемные, производственные и др. Так, например, вариант компоновки основных сооружений элеватора и
конструктивное исполнение во многом зависят от функционального назначения элеватора.
Хлебоприемные элеваторы обычно двукрылые, производственные – однокрылые. На комбинатах хлебопродуктов применяют в основном двукрылые элеваторы. Рабочие здания таких
элеваторов сочетают в себе свойства, присущие рабочим зданиям хлебоприемных и производственных элеваторов, что усложняет их конструктивное решение.
В рабочих зданиях хлебоприемных элеваторов большой объем занимают оперативные
силосы и бункеры.
На способ возведения – в скользящей опалубке (монолитной конструкции) или из сборных элементов – влияет район строительства и другие факторы. Монолитные элеваторы целесообразно строить в сейсмических районах и при большой удаленности от заводов сборных железобетонных конструкций. Толчком к строительству из сборных элементов послужило освоение целинных и залежных земель, когда потребовалось в кратчайшие сроки создать условия для надежной сохранности резко возросшего объема заготавливаемого зерна.
Вначале из сборного железобетона строили только силосные корпуса. Затем из сборного
железобетона начали строить и рабочие башни. В 1960-1970-х гг. экономические возможности
страны позволили перейти к массовому строительству элеваторов.
Элеватор - сооружение для хранения больших масс зерна, оборудованное устройствами для приемки зерна, сушки, очистки отгрузки зерна.
В отличие от складов элеватор обладает большей компактностью из-за большой высоты
сооружения. В типовых зерновых складах на 1 т. Вместимости приходится 2,5-3,0 м3 помещения, а в элеваторах –1,5-1,7м3.
В целом элеватор, можно рассматривать как комплексное объединение следующих основных устройств и сооружений:
1.Рабочее здание с технологическим и транспортным оборудованием;
2.Силосный корпус с транспортным и другим оборудованием;
3.Устройства для приемки зерна из автомобилей, вагонов и судов;
4.Устройства для отпуска зерна на различные виды транспорта и зерноперерабатывающие предприятия.
5. Цех отходов.
6.Системы аспирации и удаления пыли
1.1 Рабочее здание
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 92 из 198
Рабочее здание (башня) является производственным центром элеватора, к которому
привязаны другие сооружения и устройства. В рабочем здании располагают основные нории
и технологическое оборудование. Подсилосные и приемные конвейеры в большинстве случаев (исключение могут составить приемные конвейеры, расположенные в надземных
транспортных галереях) входят в рабочее здание. Надсилосные и отпускные конвейеры выходят из рабочего здания. В рабочем здании оперативные бункеры размещают над и под зерноочистительными машинами, над и под сушилками (если они расположены в здании). Могут быть устроены накопительные оперативные бункеры (для формирования крупных партий) и бункеры отпускные. В случае установки ковшовых (элеваторных) весов предусматривают надвесовые бункеры.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 93 из 198
Рис. 1.1 Принципиальное устройство элеватора:
I
–рабочее здание; II – силосный корпус;
а, б, в, г, д – варианты РЗ с разным количеством этажей; 1 – этаж башмаков норий; 2 – этаж
под сепараторных бункеров; 3 – дополнительный технологический этаж; 4 – этаж контрольных сепараторов; 5 – этаж основных сепараторов; 6 – этаж надсепараторных бункеров; 7 –
этаж распределительных самотеков; 8 – этаж поворотных труб; 9 – этаж надвесовых бункеров; 10 – весовой этаж; II – этаж надвесовых бункеров; 12 – этаж головок норий; 13 –
транспортерная галерея на воду с приемными и отпускными конвейерами; 14 – транспортерная галерея с конвейером отпуска на производство; 15 – подсилосный этаж; 16 – силосы; 17 –
надсилосный этаж; 18 – бункер отпуска.
Назначение бункеров – обеспечить автономную (на какой-то период без участия нории)
работу технологического и отпускного оборудования. Для распределения зерна по схемам
маршрутов отдельных операций производственного процесса применяют поворотные трубы.
В зависимости от конструктивного решения, функционального назначения элеватора и конкретно решаемых задач число этажей в рабочем здании может быть различным (рис.1.1).
Высота рабочего здания довольно большая –50-70 м.
В рабочем здании выполняют следующие основные производственные операции с зерном: 1)приемка с автомобильного, железнодорожного и водного транспорта;
2)обработка;
3)перемещение для определения качества или подготовка помольных партий;
4) распределение в силосы или склады, связанные с элеватором;
5) отпуск (отгрузка) на автомобильный, железнодорожный, водный транспорт или на
предприятие.
По конструкции рабочее здание может быть монолитным железобетонным, возводимым в подвижной (скользящей) опалубке, и сборным из железобетонных элементов заводского изготовления.
Рабочее здание может быть отдельно стоящим, устроенным на собственной фундаментной плите (рис.1.1), и сблокированным с силосным корпусом. Первый вариант наиболее
распространен. Достоинства его: меньшие затраты времени, труда и бетона на возведение.
Достоинство второго варианта: большая устойчивость против горизонтальных сейсмических
сил и меньшие напряжения в основании фундаментной плиты. По приведенным рисункам
можно получить достаточное представление о конструкциях рабочих зданий монолитного
исполнения.
Рабочие здания элеваторов сборной конструкции. Впервые рабочее здание из сборного железобетона было построено в 1965 г. на ст. Спицевка Ставропольского края. Это сооружение силосного типа, в котором часть силосов по высоте здания прерывается, образуя
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 94 из 198
производственные помещения. В силосной части здания размещаются лестничная клетка с
лифтом, распределительные пункты. Выше надсилосного перекрытия устроена каркасная
надстройка для установки головок норий, весов, поворотных труб.
В последующих типовых проектах конструктивная схема рабочего здания и основные
объемно-планировочные решения были сохранены. Изменялись размеры здания в плане и по
высоте, совершенствовались решения отдельных элементов и узлов.
Рис.1.2 Рабочее здание каркасного типа
Рабочее здание каркасной конструкции предусмотрено в элеваторах при мельницах на
высокопроизводительном оборудовании. Конструктивное решение таких зданий показано на
рис. 1.2.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 95 из 198
Достоинство его: в таком здании удобнее располагать технологическое оборудование;
по конструкции оно аналогично зданию мельницы, что упрощает организацию строительства. Рабочее здание каркасной конструкции запроектировано и в полносборных элеваторах
ЛСК.
Рис. 1.3 Элеватор безбашенного типа
Поиски оптимальных объемно-планировочных решений привели к разработке проекта
безбашенного элеватора (рис.1.3). Вместо привычного рабочего здания запроектирована
трехэтажная приемно-очистительная башня (на рисунке показана на переднем плане). В
башне предусмотрено устройство приема с автомобильного транспорта на четыре проезда,
размещены сепараторы и ворохоочистители, автоматические весы, устроены трансформаторная подстанция, распределительный пункт и диспетчерская.
Две нории установлены в торце силосного корпуса с размещением головок норий в
надстройке силкорпуса, башмаков – в подвальном этаже. Две зерносушилки расположены
между силосными корпусами.
Особенности размещения технологического и транспортного оборудования. Нории. В
рабочем здании элеватора максимально используется принцип движения зерна самотеком. Поднятое нориями наверх зерно самотеком проходит цепь технологического оборудования (обеспечивающего соответствующую обработку зерна), загружается в оперативные бункеры, поступает
на надсилосные и отпускные конвейеры. Нории могут быть универсальными, участвующими в
выполнении всех или почти всех операций с зерном. Могут быть специализированными, выполняющими конкретную операцию (нории приемные, сушильные, отпускные и др). У нас в стране
в рабочем здании установлены универсальные нории. Их называют основными. Достоинство их
– небольшое количество (чаще от 2 до 5), высокая степень использования. Обычно башмаки основных норий установлены на нижнем этаже (этаже башмаков норий). Норийные трубы норий
проходят через все этажи, могут проходить и через бункеры. Норийные трубы норий производительностью 350т/ч и выше в бункерах должны быть изолированы от контакта с зерном, так как
они менее жестки и могут быть смяты зерном. Трубы этих норий должны проходить вне бункеров или через бункеры в специальных шахтах.
Весы располагают таким образом, чтобы нории подавали зерно только на них. В этом
случае взвешивание зерна обеспечивается на всех операциях.
Трубы поворотные устанавливают под весами (под подвесовыми бункерами).
Зерноочистительное оборудование в зависимости от назначения элеватора может быть
представлено различными машинами.
Скальператоры (ворохоочистители) предназначены для предварительной очистки зерна
(от вороха). Могут располагаться в устройстве приема с автотранспорта или в рабочем здании
над надсепараторными бункерами или над основными сепараторами.
Основные сепараторы предназначены для основной очистки зерна. Работают они в
комплексе с над- и подсепараторными бункерами, вместимость которых должна обеспечивать автономную работу сепараторов в течение 2-3 часов. На каждый основной сепаратор
должно приходиться не менее двух таких бункеров. Бункеры занимают по одному этажу. В
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 96 из 198
рабочем здании монолитной конструкции в поперечном сечении они занимают всю площадь
здания.
В основной очистке на производственных элеваторах в зависимости от культуры могут
участвовать пневмосепараторы, камнеотборники, сепараторы для разделения зерна на фракции, пневмосортировальные столы и другое оборудование. Для их размещения предусматриваются отдельные этажи или их размещают на этаже основных сепараторов и этаже контрольных сепараторов. В рабочем здании производственного элеватора может быть запроектировано подготовительное отделение для перерабатывающего предприятия. Для контроля отходов,
отобранных на основных сепараторах, с целью выделения из них годного (полноценного) или
полезного (для фуражных и других целей) зерна в рабочем здании могут быть предусмотрены
контрольные сепараторы. Их устанавливают на этаже под основными сепараторами. На этом
этаже могут быть размещены и триеры. При большом числе триеров для них предусматривают
отдельный этаж (в проектах элеваторов для восточных элеваторов).
1.2 Силосные корпуса
Силосный корпус – это собственно хранилище и должен обеспечить количественную
и качественную сохранность зерна.
Он должен удовлетворять ряду требований: защищать зерно от атмосферных осадков,
быстрых изменений наружной температуры, проникновения вредителей. Не допускать задержки зерна при опорожнении силоса и быть безопасным в пожарном отношении.
Силосный корпус состоит из трех основных частей:
1) нижнего (подсилосного) этажа, включающего днище и служащего для размещения
нижних конвейеров, предназначенного для разгрузки силосов;
2) силосной части, включающей силосы или ячейки для хранения зерна;
3) верхнего (надсилосного) этажа, в котором располагают надсилосные конвейеры,
служащие для заполнения силосов.
Силосы в поперечном сечении могут иметь самую разнообразную форму: круглую,
квадратную, прямоугольную и многоугольную (шести-, восьми-, двенадцатигранные), звездообразную, и сложного геометрического сечения (рис.1.2). В силосных корпусах они образуют сочетание, и порой довольно сложное, разных по форме ячеек. Например, четыре
смежных круглых силоса образуют так называемую звездочку (полусилос), которую также
используют как емкость для хранения зерна.
По размерам в плане силосы могут быть круглые – диаметром 5-12м и более, квадратные – обычно 3,0 ×3,0; 4× 4м.
Многообразие форм и размеров ячеек объясняется поисками экономичного варианта
силосного корпуса с высокой степенью использования вместимости за счет наличия в нем
различных типоразмеров ячеек.
Наиболее распространенным в стране являются силосы диаметром 6 м и с размерами в
плане 3 × 3м.
Высота железобетонного силосного корпуса определяется допустимой нагрузкой на
грунт под подошвой фундаментальной плиты. Типовая высота силоса 30м. на скальных основаниях она может быть увеличена (до 40м).
Из условия температурного влияния длина силкорпуса не должна превышать 80м.
Расположение силосов может быть рядовое и шахматное. Чаще других у нас применяют
рядовое расположение круглых силосов как более простое со строительной точки зрения
(рис.1.4).
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 97 из 198
Рис.1.4 Схемы расположения силосов в плане:
а – рядовое расположение; б – шахматное расположение; в – квадратные силосы; г, е, ж –
круглые силосы с вставками между ними; д – восьмигранные и квадратные силосы; и – шестигранные силосы.
Материалом для возведения современных силкорпусов служит монолитный и сборный
железобетон, сталь.
Железобетонные силосы могут быть монолитной и сборной конструкции; вертикальные
конструкции первых выполняют в скользящей опалубке.
В настоящее время при строительстве элеваторов и главным образом силосов применяют преимущественно сборный железобетон, учитывая его достоинство по сравнению с
монолитным. Строительство элеваторов монолитной конструкции тем не мене будет продолжаться. Метод возведения элеваторов существенно влияет на его конструкцию, компоновку и в ряде случаев на технологическую схему.
Изобретенная в начале века скользящая опалубка – большой прогресс в технике строительства высоких железобетонных сооружений. Применение скользящей опалубки значительно ускоряло и удешевляло (по сравнению с применением стационарной опалубки) процесс
строительства, резко снижало трудоемкость работ и расход лесоматериалов. Дальнейшее усовершенствование скользящей опалубки (применение инвентарной металлической опалубки,
гидравлических домкратов) в еще большей степени увеличило достоинство этого метода строительства. Лишь с появлением сборных конструкций силосов, а затем и рабочих башен метод
строительства железобетонных элеваторов в скользящей опалубке начинает постепенно вытесняться.
В большинстве случаев силосы возводятся на подсилосной плите. Подсилосная плита
устраивается на колоннах, устанавливаемых на фундаментной плите. Колонны располагаются рядами в местах касания силосов таким образом, что каждый силос через подсилосную
плиту опирается на четыре колонны. Пространство между фундаментной плитой и подсилосной, огражденное по внешним колоннам стенами ( из кирпича или железобетонных панелей), образует подсилосный этаж.
В подсилосном этаже устанавливаются конвейеры (подсилосные) для разгрузки зерна
из силосов с передачей его в башмак основных норий.
Монолитные силосы могут возводиться непосредственно на фундаментной плите. В
этом случае в нижней части силосов устраивают проемы для окон, дверей, проходов и установки подсилосных конвейеров.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 98 из 198
Силосные корпуса монолитной конструкции:
После внедрения железобетона в элеваторостроение много лет строили элеваторы исключительно монолитной конструкции. Представление о конструкциях силосных корпусов в
монолитном исполнении можно получить по следующим современным проектам:
СКМ-6 (рис 1.5). Силосы диаметром 6 м. Колонны, балки, плиты и стены подсилосного
и надсилосного этажей – из сборного железобетона такие же, что и в сборных корпусах СКС6. Фундаментная плита – монолитная или сборно-монолитная.
Рис.1.5 Схема силосного корпуса СКМ
из монолитных силосов диаметром 6м.
Разработаны проекты монолитных железобетонных силосов диаметром 12, 18 м и значительно больших размеров. Например, в Никифоровке Тамбовской области построен силос
диаметром 28 м, высотой 30м и вместимостью 20 тыс. т. В Семипалатинске построены в монолите два силоса диаметром 18 м, вместимостью 12,2 тыс. т каждый.
Отдельно стоящие силосы больших размеров применяют и за рубежом. Например, в
Испании (порт Таррагона) – диаметром 16м и высотой 41м; в США (г. Нью Олбани) – силосы диаметром 20 м и высотой 40 м.
Силосные корпуса с монолитными силосами диаметром 11-13 м построены в США, Австралии и других странах. Например, силосный корпус в г. Фримантле (Австралия) – четырехрядный из силосов диаметром 11 м, вместимостью каждого –2720 м3. «Звездочки» между
силосами используют также как емкости.
Рядом финских и германских фирм разработаны проекты элеваторов с силосными корпусами высотой 85,5 м, состоящими из 12 силосов диаметром 12 м, возведенными в скользящей опалубке от фундаментной плиты.
При проектировании силосных корпусов в нашей стране принята унификация объемно- планировочных решений, в частности:
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 99 из 198
-сетка разбивочных осей, проходящих через центры железобетонных сблокированных в силосные корпуса, 3×3; 6×6; 9×9; 12×12;
- наружные диаметры силосов – 6, 9, 12, 18, 24 м;
- высоты стен силосов, подсилосных и надсилосных этажей кратны 0,6 м.
Конструкции силосов больших диметров в сборном исполнении разработана пока недостаточно, Практика показала, что сборность их трудно решаема.
ЦНИИ Промзернопроект в 1970 г. Разработал несколько вариантов конструкций отдельно стоящих силосов диаметром 12 м и высотой 37 м. Во всех вариантах фундаменты
приняты в виде сплошной круглой монолитной железобетонной плиты. Конструкции стен
предложены из монолитного и сборного железобетона. Днище запроектировано в 3 вариантах (наклонное, плоское и вибрационное). Покрытие для всех вариантов силосов запроектировано в виде конусного купола.
Стены силосов
Стены из монолитного железобетона (рис.1.6). Монолитные стены толщиной 240 мм
возводят в скользящей опалубке, начиная от фундаментной плиты.
Рис.1.6 Варианты конструкций железобетонных силосов
диаметром 12 м:
а - силос с монолитными стенами; б - со стенами из сборных криволинейных элементов; в со стенами из ребристых элементов.
В силосе без трубы стены армируют двойной арматурой из стержней диаметром 12-16
мм через 130 мм по высоте. В силосе с трубой арматура ставится с шагом 300 мм, соединенных поперечными связями через один стержень. Бетон марки 200.
Монолитный силос может возводиться в унифицированной скользящей опалубке с металлическими или деревометаллическими щитами. Пол и подмост – кольцевой конструкции.
При подъеме используется сборно-разборная лестница.
При строительстве отдельно стоящих силосов один комплект опалубки можно использовать на одной стройплощадке до 10 раз, а скользящую опалубку разбирать и собирать
крупными блоками с помощью башенного крана применяемого для подачи материалов. Также для подъема используют гидравлические домкраты.
Сборные силосные корпуса. Строительство сборных силосных корпусов началось с
конца 1950-х г., а полносборных элеваторов с 70-х г.г. прошлого века.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 100 из 198
Сборные элементы стен силосов бывают двух типов: объемные блоки и плоские или
криволинейные панели. Все эти сборные элементы могут быть ребристые и гладкие.
Разработаны следующие типовые проекты силосных корпусов сборной конструкции:
-СКР-3×3. Стены силосов его собирают из ребристых объемных элементов размером в
плане 3× 3м (см рис. 1.7), высотой 1,17м и плоских панелей размером 1,17 × 3м;
-СКС-3 ×3. Стены силосов из гладких объемных элементов (см. рис.1.7 в) таких же размеров как и элементов СКР-3 × 3; -СКС-6-48.
Рис. 1.7 Основные элементы стен сборных силосов:
а – объемный блок таврового сечения СКР-3 х 3;
б–объемный блок двутаврового сечения СК2Р-3 х 3;
в – объемный гладкостенный блок СОГ-3 х 3;
г–угловой элемент СУГ-3х3; д – блок 4 х 4 м укрупненной сборки из ребристых панелей; е–
тюбинг для сборки колец диаметром 6 м.
Корпус состоит из 48 силосов диаметром 6м (6×8). Стены силосов – из сборных предварительно напряженных криволинейных элементов (с разрезкой кольца на 3 или 4 части).
Такой элемент показан на рис 1.7 е. Объемные элементы с предварительно напряженной арматурой отличаются от аналогичных элементов с обычным армированием высокой жесткостью и трещиностойкостью и значительно меньшим расходом металла на их изготовление
(до 40%).
Для сборных силкорпусов разработаны объемные, плоские и угловые элементы (рис.1.7
б) наружных силосов с конструктивной защитой горизонтальных швов.
Стены силосов перекрывают плитами, называемыми надсилосными. Они могут быть
монолитными или сборных крупноразмерных железобетонных плит.
Стены и крыша надсилосного этажа
- чаще сборные железобетонные.
Сборные железобетонные стены. Разработано два варианта сборных железобетонных
стен силоса: из ребристых элементов с обычным армированием и из криволинейных предварительно напряженных (см рис. 1.7 б). Длина элементов принята равной 1/6 периметра стен
силоса (6,3 м), высота – 1,2 м.
Ребристый элемент имеет многогранную форму в плане, образуя при сборке 36-гранное
кольцо. Высота горизонтального ребра – 350 мм, вертикального – 200мм, толщина стенки –
60 мм. Ребра расположены снаружи силоса, внутренняя поверхность гладкая. Бетон марки
300. Элементы армированы каркасами и сетками. Основная рабочая арматура в горизонтальных ребрах принята из стержней диаметром 36 мм для варианта без разгрузочной трубы и
диаметром 26 мм в случае ее применения. Стык элементов осуществляют при помощи ванной сварки выпускной арматуры.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 101 из 198
Криволинейный предварительно напряженный элемент принят толщиной 150 мм. Бетон
марки 300. Основная рабочая арматура из 10 стержней диаметром 12 мм напрягается при изготовлении элемента электротермическим методом.
Соединение криволинейных элементов в кольцо осуществляется при помощи болтов,
устанавливаемых в смежные стыковые коробки. Могут быть и другие варианты сопряжений:
-при помощи ванной сварки выпусков арматуры;
-петлевым стыком;
-стыком с соединительными муфтами при выпуске арматуры с нарезкой.
При всех вариантах сборные элементы устанавливают в стены с перевязкой вертикальных
стыков (каждый стык вышерасположенного элемента сдвинут от нижнего на треть его длины).
Все вертикальные стыки замоноличивают бетоном марки 200 на мелком шебне. Горизонтальные швы заполняют цементным раствором марки 200.
Разгрузочную трубу при всех вариантах стен устанавливают после монтажа последних со
сборкой из отдельных звеньев. До монтажа купола трубу временно раскрепляют к стенам силоса.
Днище силосов. Наклонное днище (см рис.1.7 б и в). На фундаментной плите радиально
устанавливают девять сборных железобетонных опор, представляющих собой рамы с наклонными верхними ригелями с консолью. Угол наклона ригеля – 36º. По опорным рамам укладывают сборные железобетонные плиты трапециевидной формы толщиной 100 мм в нижней части
и 300 мм – в верхней. По консолям рам монтируют стальные конусные воронки диаметром 3 м.
Швы между плитами и стенами силоса замоноличивают цементным раствором. Выгружается
зерно самотеком.
Плоское днище. Проходная конвейерная галерея устраивается над фундаментной плитой из железобетона.
Выпуск зерна на конвейер осуществляется через центральную выпускную воронку, затем через четыре дополнительные воронки, расположенные по оси галереи. Остаток зерна
(100-120 т) выгружают из силоса при помощи пневматического перегружателя.
Проникновение в силос для работы со всасывающим соплом предусмотрено через лазовый люк в стене сооружения. Вместимость силоса при плоском днище наибольшая.
Вибрационное днище (рис.1.8). На фундаментной плите устанавливают радиально 18
опор с наклоном верхнего ригеля в 8º.По ригелям укладывают металлические балки, по которым на пружинных опорах монтируют металлические щиты с закрепленными снизу съемными или стационарными вибраторами.
Основная масса зерна выпускается самотеком. Для удаления его остатков включают
вибраторы, под действием которых зерно ссыпается в выпускную воронку.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 102 из 198
Рис. 1.8 Вибрационное днище
Покрытие силосов. Покрытие для всех видов силосов запроектировано в виде конусного купола. Несущими конструкциями служат стальной каркас из наклонных балокстропил, а также нижнего и верхнего опорных колец. По наклонным балкам укладывают
плоские сборные железобетонные плиты трапециевидной формы. Кровля – рулонная.
Разгрузочная труба. Для всех вариантов силосов разгрузочная труба одинакова. Диаметр ее – 1020 мм с толщиной стенок 5мм. Через каждые 2,4 м по высоте предусмотрено по
четыре отверстия, через которые зерно может стекать внутрь трубы.
Вверху труба подвешивается к конструкции купола, а внизу входит в разгрузочную воронку так, чтобы исключить возможность истечения зерна в воронку, минуя трубу.
Соединительная галерея. Для связи силосов друг с другом и с элеватором служат
верхние конвейерные галереи. Несущие конструкции их – стальные пространственные фермы. Обшивка стен и кровли из асбестоцементных листов усиленного или унифицированного
профиля, пол – из сборных железобетонных плит.
Металлические силоса. Важным направлением технической политики в элеваторной
промышленности признано строительство металлических силосов.
Применение металлических силосов дает много существенных преимуществ по сравнению с монолитными железобетонными: возможность заводского изготовления конструкций,
меньшую массу, простоту транспортирования, в том числе на большие расстояния, простоту
и небольшую трудоемкость монтаж, Возможность создания герметичных емкостей, что особенно для борьбы с вредителями зерна путем газации, а также для хранения зерна в среде
инертного газа, позволяющего длительное время поддерживать хорошее состояние зерна.
Для металлических силосов применяют сталь (обычно для небольших силосов). Однако эти
силосы имеют недостатки:
-высокую теплопроводность стен и крыши;
конденсацию влаги на внутренних стенах. Что вызывает потребность в устройстве теплоизоляции стен или организацию аэрации силоса;
-коррозию металла под воздействием определенных химических веществ из хранящейся массы;
-необходимость в периодической окраске;
-увеличенные горизонтальные давления на стенки при выпуске зерна из силоса вследствие минимального трения его о стенку.
При опорожнении необходимо поступление достаточного количества воздуха в силос,
иначе возможно сжатие оболочки силоса за счет вакуума, образующего внутри нее.
Для обеспечения лучшей сохранности зерна признано необходимым проводить вентилирование силосов, а влажный воздух необходимо удалять из свободного пространства силоса (вентилятором) через специальные выходные решетки. Для предупреждения конденсации влаги на
металлических стенках и самосогревания зерна, прилегающего к ним, наружные стенки силосов
покрывают алюминиевым составом, отражающим солнечные лучи, благодаря чему их нагрев
минимален. Для этой же цели стенки силосов делают в отдельных случаях двойными, заполняя
пространство между ними теплоизоляционным материалом.
В настоящее время разработано несколько проектных предложений по металлическим
силосам. В качестве основной принята цилиндрическая форма силосов
Оптимальной высотой принято считать такую, при которой нагрузка на пол от толщины зерна не превышает несущей способности грунта, обычно равной 1-1,5 кг/см2, что соответствует высоте до кровли 15-20м. Обеспечение устойчивости – один из определяющих
фактор при проектировании металлических силосов, от которого зависит расход материалов.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 103 из 198
Рассмотрим некоторые проектные предложения.
Проектное предложение Джамбульского технологического института легкой и
пищевой промышленности. Металлический силос может быть использован как для привязки к существующим элеваторам или СОБ, так и для создания самостоятельного элеватора,
Силос запроектирован с конусным днищем и установками для активного вентилирования
зерна.
Рис. 1.9 Проектное предложение Джамбульского технологического института легкой и
пищевой промышленности:
1 – фундамент кольцевой трапецеидального сечения; 2 – центральная решетчатая стойка из /
500 × 50 × 50 (сеч. 1x1 м); 3 – зонт; 4 – висячая кровля; 5 – нижняя галерея; 6 – навес над загрузочным механизмом
Представленный на рис. 1.9 силос имеет следующие характеристики:
-объем – 9049 м3;
-вместимость цилиндрической части – 6787 т;
-вместимость верхней конической части – 615 т;
-общая вместимость (Е) – 7402 т
Силос изготовлен из стальных колец высотой 1 м на сварке. Толщина стенок колец точно определена и меняется в зависимости от номера кольца №1,2-8 8 мм; № 14-16 – 4 мм; №
17-20 – 3 мм.
Металлические силосы, возводимые методом рулонирования ( рис. 1.10 и 1.11) и
навивки (рис. 1.12).
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 104 из 198
Рис 1.10 Металлический силос, возводимый
методом рулонирования:
а – продольное сечение; б – поперечное сечение силоса
Рис.1.11 Металлические силосы, возводимые
методом рулонирования:
а - продольный и поперечный разрезы; б - конструкции днища; в - общий вид силосов; 1 сборные железобетонные плиты; 2 - объемный элемент конвейерной галереи.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 105 из 198
Рис. 1.12 Металлические силосы, возводимые методом навивки:
а)-продольный и поперечный разрезы; б)-конструкция днища; в)-общий вид силосов; 1сборные железобетонные плиты; 2-объемный элемент конвейерной галереи
В настоящее время в нашей стране получили наибольшее распространение силосы, возводимые методом рулонирования и методом навивки. Надземная часть решена в виде металлической оболочки с центральной трубчатой стойкой и конической кровлей, опирающейся
на них.
Для загрузки силоса используют надсилосные конвейерные галереи. Выгружают зерно
самотеком на конвейеры в подсилосной подземной галерее, а его остатки с помощью аэрожелобов через люки, расположенные в перекрытии тоннеля. Фундамент силоса состоит из
двух железобетонных полуколец. Стены подсилосной галерии выполнены из бетонных блоков, перекрытие – монолитная железобетонная плита.
Толщина стены силоса (4-8 мм) изменяется по высоте через интервалы 1,5 м, равные
ширине листов, из которых сваривают рулоны.
Металлическое зернохранилище поступает на строительную площадку укрупненными
узлами, Стенки резервуаров – в виде сварных полотнищ, покрытия – сварными секторными
щитами, кольца днища – отдельными сегментными элементами.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 106 из 198
Применяют следующую последовательность работ: разметка кольца днища на фундаментном основании силоса, устройство бетонных рассекателей, укладка шпал в каналы
аэрожелобов до уровня верхней фундаментной плиты, накатывание рулона-стенки на основание резервуара, подъем его с помощью крана в вертикальное положение, установка монтажной стойки, Развертывание с помощью трактора рулона- стенки и установка щитов покрытия, устройство конусной части бетонных рассекателей, монтаж транспортного, технологического и электротехнического оборудования.
Установку силоса производит бригада из 5-7 человек, а максимальное число рабочих,
занятых на строительстве всего комплекса, – 20-25 человек.
Комплекс из 4 силосов может быть сооружен за 3-4 месяца. Капитальные вложения из
расчета на 1т емкости ниже нормативных для железобетонных элеваторов.
Есть два типовых проекта для силосов:
1)Ø15,2; h = 12м, Е = 1800м;
2)Ø18м; h = 11,9м; Е = 2500м,
где h- высота силоса.
В последние годы во многих странах и у нас в стране получают распространение металлические силосы, возводимые методом навивки. Суть метода заключается в формировании силосов из спиральной стальной ленты с соединением кромок путем загиба и запрессовывания в фальцовое соединение. Специальные машины отгибают кромки листов, а затем
формируют фольцовое соединение, пропуская через систему парных валков.
Толщина стены – 2-4мм. Стальная лента, проходя через профилирующую машину, стыкуется с соседней по высоте, образуя спиральные выступающие ребра. Ленту рулонов в ходе
навивки соединяют сваркой встык.
Спиральные ребра повышают устойчивость стены, Кроме того, в нижней части силосов
для обеспечения устойчивости стен устанавливают вертикальные стойки.
Верхние конвейерные галереи устанавливают на плоские металлические опоры, опирающиеся на стены силоса, усиленные в этих местах вертикальными стойками.
Строительство металлических силосов осуществляется, как правило, группами по 3-5 и
более человек. Они привязываются к действующим или строящимся рабочим башням.
В практике строительства применяют типовой проект силоса с характеристиками: Ø
18м, h =15м, Е =3,0 тыс.т.
Особенно широкое распространение металлические зернохранилища нашли, в частности, в США, Канаде, ФРГ, Франции, Италии, Англии, Нидерландах, Чехии, Словакии, Венгрии.
Контрольные вопросы:
1. Какие виды силосов вам известны.
2. Что такое элеватор.
3. Назовите составные части элеватора.
4. Какие существуют методы сборки силосов.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 107 из 198
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 108 из 198
ЛЕКЦИЯ № 8
Основные типы зерноскладов
Наиболее распространенным типом зернохранилищ по- прежнему остаются зерносклады. В общей вместимости сети зернохранилищ страны на их долю приходится около 60 %.
Это объясняется тем, что строительству зерноскладов отдавали предпочтение в те периоды,
когда экономические возможности страны были ограничены для создания в кратчайшие сроки условий для надежной и длительной сохранности выращенного урожая. Зерносклады по
сравнению с элеваторами можно было строить гораздо быстрее, не имея мощной строительной базы, из местных строительных материалов и с меньшими капитальными затратами (для
немеханизированных складов).
Зерносклады строят с горизонтальными и наклонными полами. Зерно засыпают на пол,
Высота засыпки зависит от состояния зерна и в складах различной конструкции у стен равна
2,5-4м, по середине складов с горизонтальными полами –5-7м и с наклонными полами -1011м.
При расчете вместимости склада угол наклона насыпи зерна принимают 25º.
Зерносклады могут быть механизированными, полумеханизированными и немеханизированными.
В механизированных складах для загрузки и выгрузки зерна установлены стационарные
верхние (загрузочные) и (нижние (разгрузочные) конвейеры, Полумеханизированные склады
оборудуются верхним или нижним стационарными конвейерами. Зерносклады с наклонными
полами – только механизированные.
Механизация зерноскладов увязывается с башнями механизации образуя механизированные комплексы. В складах с горизонтальными полами, механизированных (или только с
нижним конвейером), самотеком выгружается примерно 50% зерна. Остальное зерно подгребают к выпускным воронкам средствами передвижной механизации (самоподавателями,
погрузчиками в комплексе с передвижными конвейерами). В складах с верхними конвейерами зерно отпускают, а в немеханизированных принимают и отпускают через ворота, расположенные по длинным сторонам склада, только при помощи средств передвижной механизации.
Склады с наклонными полами по всей площади склада – саморазгружающиеся.
В настоящее время строят только механизированные склады.
Основные элементы складов.
Стены складов до 1941 г.сооружали из дерева, в настоящее время выполняют из кирпича и каменных материалов – шлакобетонных и бетонных марки 50, ракушечника марки 25,
рваного и постелистого бутового камня марки 200 и монолитного шлакобетона марки 50.
Внутренние стены оштукатуривают известковым раствором, и раз в год белят и известью.
С учетом того, что удельные горизонтальные давления на стену возрастают с увеличением глубины засыпки, толщину стен следует выполнять переменной по высоте. Одинаковой
толщины по всей высоте делают стены из постелистого и рваного бутового камня.
Фундамент ленточный, устраивают его из бутового камня. Конструкция фундамента
показана на рис.2.1. Обычная глубина заложения фундамента 800 мм. Если грунт слабый, а
уровень грунтовых вод близок к поверхности – глубину заложения фундамента делают равной глубине промерзания грунта.
Между фундаментом и стеной обязательно укладывают гидроизоляционный слой, препятствующий проникновению грунтовой влаги. Гидроизоляцию устраивают из двух слоев
пергамина или рубероида на битумной мастике (клебемассе). Для отвода дождевых и талых
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 109 из 198
вод вокруг всего здания устраивают отмостку шириной 1 м (при лессовых грунтах 2 м) и
сточные канавы, отводящую воду от склада.
Полы должны быть прочными, выдерживать без деформаций перемещение передвижной механизации, надежно изолировать зерно от грунтовых и талых вод и защищать его от
проникновения грызунов. В современных складах устраивают сплошные полы – бетонные
или асфальтовые. Наиболее распространены асфальтовый. Устройство его показано на рис
2.1: 1 – утрамбованный сухой грунт (20см); 2 –гравийная, щебеночная или шлаковая подушка, залитая жидким известковым раствором (15-20см); тугоплавкий асфальт (2,5-4,0см)
Рис. 2.1 Кирпичные стены зерносклада:
1 – утрамбованный сухой грунт;
2 – гравийная, щебеночная или шлаковая подушка;
3 – асфальт.
Крыша должна быть легкой, огнестойкой, хорошо противостоять ветру, не портиться от
случайных ударов при очистке от снега и от нагревания солнцем. Теплопроводность крыши
должна быть малой. Лучшими кровельными материалами для крыш зерноскладов считают
асбофанеру (плоскую и волнистую) и рубероид, который укладывают по сплошной обрешетке с толевой прокладкой.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 110 из 198
Конструкцию крыши, как правило, выполняют, из дерева. В некоторых проектах каменных складов и в складах из сборного железобетона применяют металлические и железобетонные конструкции.
Обычно ширина складов большая –15-30 м. Чтобы облегчить стропильную конструкцию крыши, по ширине склада устанавливают промежуточные опоры – стойки (столбы).
В типовых проектах складов шириной 20м внутренний каркас склада состоит из двух
продольных рядов деревянных стоек. Таким образом, в поперечном направлении склад делится на три пролета 6 два крайних по 4,5 м и средний 11м. Такая конструкция обеспечивает
возможность маневрирования в складе средствами передвижной механизации.
Деревянные конструкции внутреннего каркаса и крыши одинаковы для всех вариантов
стен.
Окна размещают в самой верхней части стен, выше зерновой насыпи.
Они должны обеспечивать не только освещение склада рассеянным светом, но и его
вентиляцию. Размер окна в типовых проектах: ширина 1355мм. Высота – 615 мм. Оконные
фрамуги подвешивают на горизонтально расположенных петлях.
Окна открывают наружи нижним ребром, что препятствует попаданию в склад атмосферных осадков. В оконные проемы устанавливают дополнительное рамы, обитые сеткой,
препятствующих залезанию в склад птиц. Число окон – по два в каждом пролете между дверями.
Двери – ворота обычно устраивают створчатыми , открывающимся наружу, либо раздвижными на обе стороны. Двери типовых складов (ширина 2,2 м; высота 2,6 м) обеспечивают свободный проход в склад средств передвижной механизации.
Для обеспечения сквозного проветривания и для сохранения полезной вместимости
склада, дверные пролеты заполняют на высоту 1,5-2,5 м закладными досками. Для этого в
дверной коробке устраивают специальные пазы.
Расстояние между дверьми в складах старой конструкции 8 м, в новых –15,4 м.
Транспортерные галереи. Верхняя транспортерная галерея, представляет собой
проем по всей длине склада, строенный в средней части стропильных ферм, с установленным в ней верхним конвейером со сбрасывающей тележкой
Нижние транспортерные галереи выполняют по продольной оси склада под полом.
Нижние галереи бывают проходные (большинство) и непроходные,
Проходные галереи в поперечном сечении имеют габариты, обеспечивающие установку
конвейеров и свободный проход для обслуживающего персонала. Они могут быть построены
из местных строительных материалов или сборного железобетона. Последние собирают из
плит или коробов (прямоугольного сечения) или из колец (круглого сечения) (рис.2.2).
Выпуск зерна на нижний конвейер производится через металлические выпускные воронки, под которыми установлены задвижки, регулирующие массу, поступающую на конвейер в единицу времени. Обычно в складе предусмотрено 10 воронок.
Непроходные галереи (рис. 2.2 в) рассчитаны только на установку конвейера. Управление задвижками выпускных отверстий выносят на верхнюю галерею (вертикальные штанги
со штурвалами. К строительству непроходных галерей прибегают в случае, когда высокий
уровень стояния грунтовых вод не позволяет предусмотреть проходную нижнюю галерею.
Достоинство непроходных галерей – более низкая стоимость строительства.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 111 из 198
Рис.2.2 Подземные транспортерные галереи.
Типы зерновых складов
Склады с горизонтальными полами. В настоящее время в эксплуатации находятся в
основном зерносклады, построенные в послевоенные годы по типовым проектам, разработанным ГИ ПЗП.
Зерносклад1949г. Размеры в плане 50×20м, вместимость Е=2500т. Таких складов осталось немного.
Зерносклад 1953г. Очень распространен. Размеры в плане 62×210м; вместимость Е
=3200т. Разработаны проекты одно -двух и трехсекционных складов. На рис. 2.3 показаны
фасады двухсекционного зерносклада (вид сбоку и с торца).
Рис. 2.3 Продольный и поперечный фасады зерносклада 1953 г.
На рис. 2.4 показано конструктивное решение двухсекционного зерносклада и привязка
его к башне механизации. В продольном направлении склад разделен на 9 пролетов по 6,2 м
и два крайних – по 3,1м.
Зерносклад 1964г. В связи с введение в стране единого шага колонн промышленных
зданий расстояние между стойками уменьшили с 6,2 до 6,0м, а крайние пролеты приняли за
3м. размеры склада в плане 60×20м; вместимость Е =3000т.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 112 из 198
Рис.2.4 Привязка двухсекционного зерносклада типа 1953 г. к башне механизации
Рис. 2.5 Склад, оборудованный стационарной установкой для активного вентилирования
зерна
В этих складах проектом предусмотрена возможность устройства всего внутреннего
каркаса из пиломатериалов либо установка стоек, балок и ферм из сборного железобетона
(типа ЖБМ-64)
Зерносклад 1967г. С увеличенной высотой засыпки зерна. Высота стен 5,3 м: высота засыпки зерна у стен 4,5м; в центре – 7 м. Размер в плане 60×20м; вместимость Е = 4400т.
Достоинства складов с горизонтальными полами:
-возможность хранить небольшие партии зерна ;
-возможность хранить в одном складе несколько различных партий зерна за счет разделения склада хлебными сборно-разборными щитами на отдельные отсеки;
-достаточный естественный воздухообмен, что создает благоприятные условия для хранения семян;
-возможность оборудования складов установками для активного вентилирования зерна
(рис 2.5) и аэрожелобами;
-меньшее сопротивление для воздуха при активном вентилировании.
Недостатки:
-большая площадь, занимаемая складами;
-высокие эксплуатационные расходы;
-повышенная трудоемкость контроля за состоянием хранящегося зерна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 113 из 198
Рис.2.6
а - НП-4; б - НП-8; в - НП-9.
Склады с наклонными полами. Строительство их возможно при глубоком уровне
стояния грунтовых вод и достаточно плотных грунтах. Типовые проекты таких складов, разработанные ГИ Промзернопроект, во всех вариантах предусматривают использование конструкции стен и крыши складов с горизонтальными полами. Полы в складах заглубляют на
6-7м. Они могут быть наклонными по всей площади склада, либо иметь горизонтальные
участки разной ширины вдоль стен. Это обеспечивает полный или частичный самотек зерна
на нижний конвейер. Угол наклона пола не менее 36-40º.
Зерновые склады с наклонными полами:
Увеличена высота стоек. Нижняя галерея размещается на глубине более 8 м.
Разработаны типовые проекты складов типа НП-1, НП-3, НП-4, НП-5, НП-6,НП-8,НП-9.
На рис.2.5 показаны поперечные разрезы складов типа НП-4, НП-8, НП-9.
Склады с наклонными полами предназначены только для крупных однородных партий
зерна. Вместимость их от 3600 т. Размер до 5800 в плане 60×20м.
Склады из сборного железобетона. Склады из сборного железобетона начали строить
с 1955г. На рис 2.7 показан поперечный разрез первого такого склада. Наиболее экономичным по сравнению с другими складами, типовые проекты которых в это время разработал
ГИ ПЗП, является зерносклад в плане 90 × 24. Вместимость 5500т. Шаг колон в продольном
направлении принят 6м; в поперечном направлении склад трехпролетный, с крайними пролетами по 6м и средним –12 м. Наружные колоны связаны с балками кровли жесткими узлами при помощи болтов. Таким образом, в поперечном направлении образуются жесткие рамы, расположенные через 6м.
Фундаменты под колонны – стаканного типа, Стеновые панели представляют собой
ребристые плиты высотой 2,5 м, шириной 2 м.
Наибольшее распространение получил склад СЗ-60 (ГИ Промзернопроект, 1959). Склад
имеет размеры в плане 90×24м, с поперечными трехпролетными рамами (6, 12, 6 м), шаг рам
6 м, кровля двухскатная с уклоном 25º из асбоцементных листов. Все конструкции сборные
железобетонные. Торцовые стены возводят из кирпича, продольные сооружают из панелей.
Вместимость склада 5500т. Предусмотрена возможность устройства наклонных полов в пределах среднего пролета. При этом вместимость склада увеличивается до 5900 или 6900т.
Рис. 2.7 Склад из сборного железобетона типа 1955 г.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 114 из 198
В 1959 г. утвержден типовой проект сборного железобетонного склада арочного типа
(рис.2.8) длина склада 60 м. Построено небольшое количество таких складов.
Рис. 2.8 Склад для зерна арочного типа из сборного железобетона (размеры указаны в сантиметрах)
В этом же году Промзернопроект разработал проект сводчатого зерносклада. Склад
представляет собой волнистый свод кругового очертания, образуемый из одинаковых железобетонных лотков толщиной 3 см (рис. 2.9). С двух сторон лотки обрамлены ребрами, вес
лотка 650 кг. Свод устанавливают на железобетонные фундаментные подушки, которые
шарнирно связаны с анкерными плитами, воспринимающими нагрузки аналогично плитам
сборного зерносклада каркасной конструкции.
Торцовые стены склада кирпичные, на бутовых фундаментах. Проектом предусмотрено
устройство горизонтального (2.10) или наклонного пола. Размеры склада в плане 90×20м.
Преимущество сводчатого склада по сравнению со складами каркасной конструкции:
-значительное снижение расхода металла (свыше 50% на 1 т вместимости);
-однотипность и транспортабельность элементов;
-отсутствие стоек в середине склада, которые мешают работе передвижных механизмов.
Рис. 2.9 Сводчатый зерносклад с горизонтальными полами
А-перспектива склада; Б-поперечный разрез.
Рис.2.8 Лоток-элемент свода сводчатого склада
Пневматические склады
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 115 из 198
Разработал Ги Промзернопроект. Вместимость 4000 и 1800 т.
1.Склад воздухонапорной конструкции (рис 2.11) из прорезиненной капроновой ткани
№ 24, в торце склада – шлюзы.
Рис. 2.11 Пневматический склад воздухонапорной конструкции
Рис. 2.12 Пневматический склад с несущими пневматическими арками
2.Склад с несущими пневматическими арками (рис.2.12), оболочка из капроновой ткани
№ 24.
В 1960-х гг. и особенно с начала 70-х строительство зерноскладов стало резко сокращаться. С укреплением экономики страны предпочтение было отдано строительству элеваторов. Доля вместимости, которых от общей вместимости вводимых в строй зернохранилищ
стала существенно преобладать.
С развитием фермерства в хозяйствах АПК стали для хранения зерна возводить зернохранилища силосного типа (в основном металлические и сравнительно небольшой вместимости) или использовать, для этих целей металлические ангары, изготовлением которых занимаются отечественные и зарубежные фирмы.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 116 из 198
Контрольные вопросы:
1. Каким образом формируется зерносклад.
2. Из каких элементов формируется зерносклад.
3. Какие продукты переработки зерна можно хранить на зерноскладах.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 9
Системы транспортирования
Конструктивные схемы и основные узлы ленточных, скребковых, винтовых транспортеров
Ленточный конвейер является многоцелевым, экономичным и надежным транспортным
средством непрерывного действия. Он способен транспортировать сыпучие продукты с высокой часовой производительностью, на большие расстояния, следуя различным профилям
или направлениям, в горизонтальном или наклонном под небольшим углом положении. А
также при наличии вогнутых и выпуклых участков.
Из всех имеющихся видов транспортного оборудования ленточный конвейер, вероятно,
является наиболее известным и широко использующимся.
Направления его использования и схемы так многочисленны, что все показать невозможно.
Простота конструкции, высокая эффективность, низкие потери на трение. Небольшая
мощность привода и экономичность – вот несколько характерных особенностей, которые делают ленточный конвейер наиболее распространенным типом конвейера.
Основные части конвейера
Ленточный конвейер, схематически показанный на рис. 3.1 состоит из бесконечной
ленты, которая проходит вокруг двух барабанов – приводного и натяжного. Между концевыми барабанами лента поддерживается роликами, или роликоопорами, и натягивается посредством натяжного устройства.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 117 из 198
Рис. 3.1 Основные узлы ленточного конвейера:
ХОЛОСТАЯ ВЕТВЬ 1 – приводной барабан; -2-роликоопора ведущей ветви; 3-поджимающий барабан; 4 – роликоопора холостой ветви; 5 – натяжной барабан; 6 – натяжное устройство; 7
загрузочная воронка; 8 – разгрузочный желоб; 9 – расстояние
между центрами роликов; 10 – скребковый очиститель; 11 – шаг
роликоопор; 12 – угол наклона боковых роликов; 13 – ширина
ленты.
Иногда возникает необходимость иметь несколько точек разгрузки по длине конвейера
и движение ленты в обоих направлениях.
Расстояние транспортирования
Ленточный транспортер может перемещать грузы практически на любое расстояние.
Длина одной конвейерной ленты ограничена только ее прочностью на растяжение. Для
конвейеров средней производительности ленты выпускают с каркасом, состоящим из одного
или более слоев синтетических волокон.
Некоторые конвейеры очень большой производительности имеют ленты с металлокордом.
Производительность транспортирования
Необходимая производительность должна быть установлена перед началом проектирования конвейера. Расчетная производительность всей системы определяется рядом факторов,
помимо мощности приводного электродвигателя.
Расстояние между роликоопорами, выбор ленты, правильная ширина ленты, скорость
движения ленты и ее желобчатость, допустимый угол наклона, который зависит от свойств
транспортируемого продукта, – вот взаимосвязанные показатели, влияющие некоторым образом на производительность. Для обеспечения производительности используют желобчатые
роликоопоры, способствующие подъему краев ленты.
На первом этапе проектирования ленточного конвейера заданной производительности
важно определить скорость и ширину ленты. Скорость движения ленточного конвейера
должна быть высокой, потому что это позволит установить более узкие ленты и дешевый
привод.
Следует, однако, учесть, что хотя первоначальная стоимость высокоскоростных конвейеров ниже, но расходы на ремонтное обслуживание будет выше в сравнении с широкой
лентой, работающей при более низкой скорости.
Максимально допустимая скорость ленты зависти в основном от насыпной плотности,
механического состав продукта (содержание пыли) и угла наклона ленточного конвейера.
Если объемные легкие продукты, например зерно транспортировать со скоростью более
3,5 м/с, они могут сдуваться с ленты. При транспонировке зерна эту скорость не следует превышать. Для семян сои, учитывая их круглую форму, рекомендуется скорость 2,8 м/с. Для
очень легких и пылевидных продуктов, например побочных продуктов переработки зерна,
максимальная скорость транспортировки составляет около 2,5 м/с.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 118 из 198
Наклонные ленточные конвейеры
Ленточные конвейеры (рис.3.2) могут располагаться горизонтально, с подъемом и
наклоном. Разница между положениями загрузочной и разгрузочной точек представляет высоту транспортирования, или подъем, который определяет выбор направления транспортирования.
Рис. 3.2 Наклонный ленточный конвейер:
1 – вариант натяжения ленты; 2 – точка загрузки; 3 –
высота подъема; 4 – угол
наклона; 5 – скорость; 6–
натяжное устройство; 7 –
угол обхвата лентой барабана
Рис.3.3 Криволинейный
конвейер:
1 – выпуклый участок; 2 –
вогнутый участок.
Максимальный угол наклона ленты зависит от характеристик транспортируемого продукта и теоретически почти равен углу его естественного откоса. Однако на практике для
большинства зерновых угол наклона такого конвейера никогда не превышает 12 –15º. Угол
наклона для семян сои должен быть даже меньше. Производительность наклонного ленточного конвейера меньше, чем производительность горизонтального.
Если требуется транспортировать продукт под очень крутым углом, то применяют прижимную ленту, которая движется синхронно с основной грузонесущей лентой и прижимает своей собственной массой транспортируемый продукт. Это позволяет повысить транспортирующую способность ленточного конвейера.
Скребковый конвейер
Скребковый конвейер – надежное средство транспортировки, предназначенное для непрерывного перемещения – горизонтального, наклонного или даже вертикального – гранулированных, кусковых и порошкообразных сыпучих продуктов.
Скребковый конвейер представляет собой прямоугольный закрытый желоб, в котором
перемещается бесконечная цепь (рис.3.4 и 3.5).
Одна часть цепи служит в
качестве средства транспортировки, тогда как обратная ветвь
цепи свободна. Звенья цепи оборудованы скребками, которые
могут иметь различную форму в
зависимости от условий транспортировки или вида продукта.
Рис 3.4 Основные узлы
распространенного скребкового конвейера
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 119 из 198
Цепь приводится звездочкой, установленной на одном конце желоба, и перемещается
назад к сходовому концу желоба к звездочке, установленной на натяжном устройстве. С места загрузки до разгрузочного отверстия продукт проходит по днищу желоба как компактная,
плавно двигающаяся масса. Возвратная ветвь цепи, которая в основном располагается с верху, поддерживается по всей ее длине.
В случае горизонтального или слегка наклонного скребкового конвейера высота скребков
значительно меньше толщины перемещаемого продукта, и возникает вопрос, почему цепь перемещает весь продукт, а не только его нижний слой. В действительности верхний слой поддерживается нижним слоем, располагающимся между движущимися скребками. Вся масса продукта перемещается почти как единый поток, потому что фактически не происходит смещения
между верхним и нижним слоями.
Рис.3.5 Разрез типичного скребкового конвейера
Производительность горизонтального скребкового конвейера определяется максимально допустимым растягивающим усилием цепи, ее скоростью и массой продукта в поперечном сечении
желоба. Скорость скребкового конвейера обычно меньше, чем ленточного конвейера, и находится
в пределах 0,6-1,2 м/с. Обычно она равна 0,6-0,7 м/с с учетом шума, износа и ремонта. При такой
скорости транспортирование становится более спокойным и надежным.
При одинаковой производительности скребковый конвейер потребляет значительно
больше энергии, чем ленточный конвейер, из-за трения между продуктом и желобом, а также
цепью и желобом. Более того, масса самой цепи конвейера значительно выше, чем конвейерной ленты.
Винтовой конвейер
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 120 из 198
Винтовой конвейер применяется на элеваторах и в зернохранилищах, на комбикормовых
заводах, фермах как дозирующее устройство, на пивоваренных заводах, в химической промышленности и во многих отраслях пищевой промышленности. В последние годы их стали применять для разгрузки барж и океанских судов. При сравнении с ленточным и скребковым конвейером винтовой конвейер больше пригоден для транспортирования продуктов на короткие расстояния. Он требует относительно большой мощности и более чувствителен к износу, конвейеры
других типов. Однако первоначальная стоимость винтового конвейера ниже, чем любого другого конвейера такой же длины и производительности. Это обусловлено тем, что приводной механизм его проще и при этом не требуется натяжного устройства.
Принцип действия и основные узлы
Винтовой конвейер состоит из желоба цилиндрической или U-образной формы с вращающимся в нем винтовым валом. Винт перемещает поступающий продукт вперед по днищу желоба, не придавая продукту вращательного движения. Вал с приваренными к ним витками вращается в подшипниках, установленных через определенные расстояния. Привод осуществляется с
помощью приводной группы, установленной на одном конце вала. Как показано на рис. 3.1.6,
винтовой конвейер включает следующие основные узлы: вал с винтом, муфта, желоб, крышка,
задвижки на приемном и выпускном отверстиях, подшипники и приводной механизм. В зависимости от конструкции винта и частоты его вращения шнековый конвейер пригоден для горизонтального, наклонного или вертикального транспортирования различных гранулированных сыпучих материалов.
Рис. 3.6 Основные узлы винтового конвейера:
1 – цилиндрический вал; 2 – перья; 3 – желоб; 4 – крышка; 5 – загрузочный патрубок; 6– разгрузочный люк; 7 – промежуточный подшипник.
Наклонные и вертикальные винтовые конвейеры
Винтовой конвейер также применяются для наклонного и вертикального транспортирования. В этом случае винт устанавливается не в U –образном желобе, а в стальной трубе, основание которой погружается в массу продукта. Захват продукта винтом возможен только в
том случае, если винт выступает из цилиндрического желоба на некоторое расстояние. При
медленном вращении винта в массе продукта действуют следующие силы: сила внутреннего
трения продукта, сила внешнего трения продукта о стены цилиндрического желоба и винтовую поверхность, гравитационная и центробежные силы, создаваемые винтом и влияющие
на продукт.
3.2 Нория
Нория (ковшовый элеватор) – очень эффективное средство вертикального транспортирования зерна и побочных продуктов его переработки. Для уменьшения пожаро-и взрывоопасности и улучшения надежности работы нории повышенное внимание уделяется различным вариантам конструкции, основным узлам, размещению оборудования и установке
устройств контроля и управления. Благодаря очень высокой прочности на разрыв современ-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 121 из 198
ных лент и синтетических волокон уже не являются исключением высота транспортирования
80м и производительность до 1000 т/ч. Ковшовые ленточные нории особенно широко применяют в пищевой промышленности для вертикального транспортирования, например, зерна, муки, зерновых и побочных продуктов, т.е. сухих. Легкосыпучих, зернистых и неслипающихся грузов. Их обычно устанавливают стационарно, но монтируют и на передвижной
раме.
Кроме преимуществ высоты и высокой производительности, нория обладает также следующими положительными характеристиками: это довольно дешевое средство вертикального транспортирования с высокой эффективностью и приемлемой потребляемой мощностью;
необходимая производственная площадь ограничена;
механизмы работают в хорошо защищенном от пыли кожухе;
современные нории надежны и износ их незначителен.
Недостатком нории. Если не принять специальных мер, могут быть:
дробление зерна при забросе продукта ковшами из башмака нории;
смешивание продуктов из-за наличия остатков в углах норийного башмака, особенно
при частой смене транспортируемых продуктов;
чувствительность нории к перегрузке, вызываемой просыпанием зерна из поднимающихся вверх ковшей;
значительное выделение пыли внутри норийных труб, которое в прошлом явилось причиной многих взрывов пыли.
Принцип действия и основные узлы
Нории транспортируют гранулированные сыпучие продукты по вертикали непрерывным пульсирующим потоком с помощью большого числа ковшей, которые закреплены с
определенным интервалом на бесконечной ленте (рис.3.7).
Норийная лента с ковшами проходит над барабанами в нижней и верхней частях нории.
Верхний барабан приводной, а нижний – натяжной. Лента является средством перемещения
и натяжения.
Большей частью восходящая и нисходящая части ленты проходят в трубе – отдельно
или вместе. Труба устанавливается на башмаке нории, и на ней монтируется головка нории.
Башмак нории оборудован одним или двумя питающими носками, Головка нории заканчивается разгрузочным носком, который направляет поток выгружаемого продукта. Продукт выгружается самотеком или под действием центробежной силы.
Метод загрузки ковшей внизу и выгрузки продукта в верхней части в значительной мере влияет на производительность нории.
Производительность нории в основном зависит от скорости транспортировки, вместимости ковшей, конструкции и шага ковшей, способа загрузки и разгрузки ковшей и свойств
сыпучего продукта.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 122 из 198
Рис. 3.7 Основные узлы распространенной нории:
1 – выхлопное отверстие; 2 – норийные трубы; 3 смотровые люки; 4 – загрузка по ходу норийной ленты; 5 – отверстия для зачистки башмака нории 6 – загрузка против хода норийной ленты; 7 смещенная секция норийной трубы; 8 – лента и ковши; 9 –
разгрузочный носок; 10– быстродействующие и пыленепроницаемые смотровые люки; // головка; 12 – приводной барабан; 13 –
пыленепроницаемые кожухи с фланцами, выполненные с применением профильного проката; 14 – направляющий барабан;
15– натяжное устройство; 16 – башмак; 17 – натяжной барабан.
Нории с ленточным тяговым органом можно использовать при достаточно высоких скоростях ленты. Наиболее распространенные быстроходные нории удовлетворительно работают в диапазоне скорости от 2,5 до 4 м/с. Скорости более
5м/с применяют редко. Если скорость ленты слишком низкая, то разгрузка продукта становится трудной; если скорость ленты слишком высока, загрузка ковшей неблагоприятна.
Загрузка ковшей может осуществляться двумя способами: по ходу и против хода тягового элемента (рис. 3.8, а-в)
Рис 3.8 Загрузка ковшей:
а – по ходу; б – против хода; в – смешанная.
На рисунке 3.8,а показана загрузка по ходу, при которой ковши двигаются в том же
направлении, что и поток продукта, и заполняются зачерпыванием. На практике загрузка
ковшей по ходу норийной ленты обеспечивает лучшее заполнение ковшей при ограниченном
пространстве между ковшами и не слишком высокой скорости ленты.
Однако это может противоречить условиям разгрузки ковшей. По возможности питания
по ходу ковшей следует избегать из-за дополнительной потребной мощности и износа ковшей.
При системе питания против хода, как показано на рисунке 3.8, б, ковши перемещаются
навстречу потоку продукта; это значительно снижает растягивающую нагрузку на ленту, а
кромка ковшей и норийные болты меньше деформируются. Наилучший результат достигается, если лента с ковшами проходит вертикально по всей высоте загрузочного носка и без ка-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 123 из 198
кого-либо зазора между отдельными ковшами. Размещение на ленте большого числа небольших ковшей вблизи один от другого более благоприятно и повышает производительность транспорта. При загрузке необходимо обращать внимание на то, чтобы даже в исключительных случаях ковши не перегружались и чтобы загрузка соответствовала приемной
способности ковшей и скорости ленты.
Наиболее распространенными методами разгрузки ковшей считаются самотечная и
центробежная разгрузка.
При чистой самотечной разгрузке продукт из ковшей разгружается над задней стороной
предыдущего ковша. Этот метод применяется для продуктов, обладающих хорошей сыпучестью и неслипающихся, которые транспортируются при низкой скорости ленты и с помощью
ковшей, установленных рядом.
При чистой центробежной разгрузке все содержимое ковшей выбрасывается в разгрузочный носок. Это может быть достигнуто только при высоких скоростях ленты (приблизительно 3,5 м/ с и выше) и приводных барабанах небольшого диаметра. Наилучшие результаты достигаются на сухих продуктах высокой плотности, которые обладают хорошей сыпучестью даже при различных размерах частиц. Важны форма и шаг ковшей. Ковши быстроходных норий в основном разгружаются через край. Необходимо проверить, не попадает ли разгружаемый продукт в следующий ковш.
Нории, используемые на зерновых элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях, обычно разгружаются при сочетании двух методов, т.е. часть содержимого ковшей разгружается под действием центробежной силы, остаток – самотеком.
Конструкция нории
Основными частями стандартной нории являются головка, башмак и соединяющие
их норийные трубы. Внутренние поверхности этих узлов нории должны быть гладкими и
ровными без каких-либо выступающих частей или других неровностей, которые могут затруднить прохождение потока зерна.
Подобно ленточному конвейеру нория имеет приводной и натяжной барабаны.
Если не обеспечена хорошая разгрузка продукта из ковшей в разгрузочный носок, продукт может просыпаться в холостую ветвь; такое явление называют «обратная сыпь». Это
зерно необходимо повторно транспортировать, что снижает производительность нории.
Данное явление должно быть предотвращено установкой регулируемой заслонки по возможности ближе к кромке ковшей так, чтобы она не касалась ковшей.
Норийные башмаки крепят, соединяют на болтах, что дает возможность проводить соответствующее профилактическое обслуживание и замену барабана, вала футеровки и т. п.
Питающий носок устанавливают так, чтобы ковши зачерпывали продукт выше оси нижнего
барабана.
Норийные трубы
В основном обе ветви норийной ленты устанавливают в закрытом кожухе или трубах,
которые ограничивают выделение пыли. Обе ветви могут располагаться в одной или двух
отдельных трубах. В течении многих лет сдвоенная норийная труба была общепринятым
стандартным решением из-за использования очень больших приводных барабанов. Использование приводных барабанов меньшего диаметра с большими лентами побудило применять
на высокопроизводительных нориях одну норийную трубу. Преимущество одной трубы –
сбалансированное давление внутри нее.
Иногда применяют трубы круглого сечения, монтаж которых, как утверждают, дешевле.
На высокопроизводительных нориях, монтируемых в рабочем здании элеватора, металлические норийные трубы иногда могут отсутствовать (встроенная конструкция). Между
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 124 из 198
головкой и башмаком нории норийная лента перемещается в вертикальном бетонном корпусе, который сооружается методом скользящей опалубки. Недостатками этой системы являются не только высокая стоимость и большая занимаемая площадь, но также и то, что она
обусловливает появление большого количества взвешенной пыли вследствие сдвоенных ветвей норийной ленты; кроме этого, доступ к ковшам при необходимости их замены затруднен.
Устройства контроля и безопасности
Для защиты механизмов и обслуживающего персонала на всех нориях устанавливают
устройства, позволяющие обнаружить неисправности, которые могут возникать в процессе
эксплуатации.
Все устройства и датчики должны быть соединены со звуковой системой и сблокированы так, чтобы питающий конвейер отключался при срабатывании звуковой сигнализации и
через некоторое время останавливался главный электродвигатель. Все выключатели необходимо соединять таким образом, чтобы были исключены неожиданные пуски.
В прошлые годы на зерновых элеваторах происходили очень часто, нередко со смертельными исходами и огромными разрушениями. Исследования показали, что основной причиной взрывов была работа норий. Нории могут быть во многих случаях источником загораний, а концентрация пыли внутри нории часто находится во взрывоопасных пределах.
В связи с этим необходимо иметь встроенные в норию устройства контроля запыленности, а источников загорания следует избегать. Нории должны быть защищены от попадания
в них крупных посторонних предметов и от теплоты, возникающей при пробуксовке приводного барабана или трении ленты о норийную трубу.
3.3 Пневматическое транспортирование
Перемещение порошкообразных и гранулированных продуктов с помощью пневматического транспортирования использовали впервые в середине прошлого века, и этот метод
до сих пор широко применяется в большинстве отраслей, связанных с транспортированием
зерна, шрота и пищевых продуктов.
Пневматическое транспортирование – это метод непрерывного и гибкого транспортирования сухих сыпучих продуктов по материалопроводам при отрицательном (всасывание)
или положительном (нагнетание) давлении воздуха.
Это в основном закрытая система материалопроводов, в который гранулированный
продукт перемещается в дисперсном состоянии под действием аэродинамических сил, оказывающих давление на частицы, находящиеся в воздушном потоке, имеющим достаточно
высокую скорость, чтобы поддерживать транспортируемые продукт в движении.
Для поддержание продукта во взвешенном состоянии необходима скорость воздуха 1530 м/с.
Всасывающие системы транспортирования обычно используют для разгрузки судов и
барж, а нагнетающие – для выгрузки продуктов из хранилища.
В зависимости от назначения различают три основные системы пневматического
транспортирования: нагнетающую, всасывающую и комбинированную всасывающее нагнетающую.
1.В нагнетающей системе продукт транспортируется при давлении воздуха больше атмосферного (типичная схема нагнетающей системы, наиболее простой и основной из всех
систем показана на рис 3.9. Нагнетающие системы в основном состоят из вентилятора, шлюзового питателя для подачи продукта в систему, материалопроводов и соответствующего отделителя продукта от воздуха.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 125 из 198
Рис. 3.9 Нагнетающая система пневмотранспортирования
1 - воздуходувная машина (вентилятор; 2 - фильтр;
3 - линии подачи воздуха; 4-материалопровод; 5-отделитель;
6-шлюзовой затвор; 7-шлюзовой питатель.
Продукт транспортируется в систему из бункера и транспортируется во взвешенном состоянии вместе с воздухом вдоль материалопровода к точке разгрузки или отделителю. Скорость подачи воздуха можно легко контролировать регулированием частоты вращения шлюзового питателя. Отделение транспортируемого продукта от транспортирующего его воздуха
в точке разгрузки может быть осуществлено с помощью циклона (крупные частицы) или матерчатого фильтра (тонкие частицы), которые устанавливаются над приемным бункером.
Нагнетающие пневмотранспортеры применяют для транспортирования продуктов на
большие расстояния и распределения гранулированных продуктов из силоса в несколько точек потребления.
2.Всасывающие системы транспортируют продукт, используя воздух с давлением
меньше атмосферного. Эта система аналогична нагнетающей системе, но воздуходувная машина установлена на разгрузочном конце рис.3.10).
Рис. 3.10. Всасывающая система пневмотранспортирования:
1 – вентилятор; 2 - фильтр; 3 - линия подачи воздуха; 4 – материалопровод; 5 – отделитель; 6 –
шлюзовой затвор.
Всасывающие транспортеры обычно используют, когда продукт должен транспортироваться от нескольких приемных точек к одной центральной точке
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 126 из 198
3.Комбинированную всасывающе-нагнетающую систему, которая представляет собой
сочетание нагнетающей и всасывающей систем, часто используют для получения преимуществ той или другой, например, простой и беспыльный прием с помощью всасывания с последующей подачей по нагнетательной линии к отдаленному месту разгрузки (рис 3.11).
Рис 3.11. Комбинированная всасывающе-нагнетающая система пневмотранспортирования.
Все пневмотранспортные системы – независимо от типа - состоят из следующих основных компонентов: питающее устройство (вращающиеся затворы), материалопроводы (прямые участки и отводы), воздуходувные устройства (вентиляторы или воздуходувки) и питающие и приемные бункера.
Основное требование к питателю во всасывающей пневмотранспортной системе состоит в том, что он должен обеспечивать подачу продукта с надежной производительностью
из питающего бункера, находящегося под одним давлением, в пневмотранспортную линию
под другим давлением. Материалопровод сам по себе может изменяться с точки зрения размера, длины и геометрии. Диаметр материалопроводов должен иметь размер, обеспечивающий требуемую скорость транспортирования. Расстояние транспортирования зависит от характеристики воздуходувной машины. Геометрия или трасса материалопроводов обычно
включает прямые транспортерные участки и отводы. На рисунке 3.12, а и б показаны переключатели, установленные на трассе материалопровода.
Рис. 3.12 Переключатели, установленные
на трассе материалопровода:
а) - четырехпозиционный переключатель б) - двухпозиционный переключатель.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 127 из 198
Выбор воздуходувной машины одно из наиболее важных решений при проектировании
пневмотранспортной системы. В большинстве случаев производительность воздуходувной
машины рассчитывают исходя из количества подаваемого воздуха и давления в конце материалопровода.
К воздуходувным машинам, применяемым при пневмотранспортировании, относят ряд
машин – от вентиляторов и воздуходувок, обеспечивающих высокие объемные расходы при
относительно низких давлениях, до поршневых компрессоров, обычно с возвратно- поступательным движением поршня, или винтовых воздуходувок, способные развивать высокие
давления, требующиеся для транспортирования в плотную фазу.
При рассмотрении системы пневматического транспортирования необходимо принимать во внимание три основные проблемы: износ установки, дробление частиц продукта и
взрывоопасность. В некоторой степени проблему можно решить использованием потока в
плотной фазе при очень низких скоростях транспортирования.
3.4 Самотечное транспортирование
Гравитационный поток играет важную роль в зернохранилищах, на элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях при перемещении гранулированных сыпучих продуктов от
одной точки к другой, например загрузочные трубы к силосам, разгрузочные патрубки под
бункерами и соединительные трубы между различными транспортными элементами. Они почти всегда полностью закрыты и образуют желоба, по которым направляется продукт. Круглые трубы применяются для небольших потоков (до 50 т/ч). При высокой производительности
используют трубы прямоугольного или квадратного сечения со съемной крышкой и сменным
защитным покрытием. В отличие от основных транспортных систем проектированию и конструированию самотечного транспортирования обычно уделяют мало внимания. Определение
оптимальной конструкции – сложная проблема. Поэтому важно, чтобы проектировщик знал
некоторые характеристики потока в самотечном транспорте и его поведение, особенно влияние формы, или геометрии, желоба или трубы.
Самотеки обычно используют для направленного потока продукта к точке разгрузки, но
они могут служить также и в качестве устройств для контроля потока. Иногда может потребоваться по возможности более высокая скорость на входе, чтобы получить максимальный
«бросок» продукта. В других случаях желательно, чтобы скорость на входе соответствовала
скорости приемного конвейера, например, при подаче продукта на ленточный конвейер.
Угол наклона, скорость потока и геометрия самотека – взаимосвязанные факторы.
При гравитационном транспортировании гранулированных сыпучих продуктов по желобам и трубам возможны два вида потока – ускоренный и замедленный.
При оптимальном ускоренном потоке продукт контактирует с днищем желоба и боковыми стенками, не касаясь верхней части желоба. При замедленном потоке желоб полностью
заполнен, поэтому продукт находится в контакте с четырьмя стенками желоба.
При ускоренном потоке продукт, входя в желоб, приобретает ускорение, его скорость
увеличивается, но затем в результате кривизны желоба и уменьшения наклона скорость его
снижается (рис.3.13, а-в ).
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 128 из 198
Рис.3.12. Виды потока:
а – ускоренный поток; б – замедленный поток; в – неустойчивый поток; 1 – зона ускорения; 2 –
минимальная толщина слоя; 3 – зона свободного падения, обусловленная эффектом сужающейся
струи; 4 – угол естественного откоса; 5 – зона замедления; 6 – тенденция образовать неподвижный слой, приводящий к нестабильности.
В этом случае толщина слоя продукта изменяется по длине желоба, она минимальная в
точке максимальной скорости потока.
Самотеки круглого сечения наиболее дешевые, т.к. имеется большое разнообразие
стандартных круглых труб.
Недостатком стандартизованных круглых труб является вид используемого материала.
Очень хорошие, износостойкие стали, встречаются редко. Кроме того, круглые фланцы значительно дороже прямоугольных (потеря материала). По всем этим причинам они используются
только на переходных участках.
Большое значение на этапе проектирования имеет проблема износа. Элементы установок,
транспортирующих продукт, как в условиях падения, так и скольжения, сильно изнашиваются.
Каждый год огромное количество стали теряется истирания. Желоба, самотеки и патрубки,
предназначенные для транспортирования абразивных продуктов, приводят к значительным расходам на текущий ремонт и вызывают частые остановки производства. Это приводит к снижению производительности, перерывам в работе, непрерывному загрязнению окружающей среды
и постоянной заботе для инженерной службы предприятия.
Ремонт появляющихся отверстий неблагодарная и бесконечная работа. Удовлетворительный ремонт достигается привариванием временных стальных пластин, но это запрещено на всех
зерноперерабатывающих предприятиях. Следовательно, во многих случаях аварийный ремонт
состоит в приклеивании или зажиме тонких стальных пластин над появившимися отверстиями.
Кроме того отдельные узлы, которые через некоторое время потребуют ремонта, должны состоять из элементов, собранных на болтах, максимальной массой 35 кг с тем, чтобы отдельный элемент можно было снять, если необходимо, и отнести в мастерскую, где проводится сварка в контролируемых и безопасных условиях. Для предотвращения просыпи из переходного желоба, появляющейся в результате износа, используют съемные защитные пластины. Замену таких пластин следует осуществлять в возможно короткий срок. Большинство зерноперерабатывающих
предприятий так интенсивно работает, что длительный простой допустить нельзя. Поэтому защитные пластины должны быть достаточно толстыми и долговечными. В настоящее время используют сменные защитные пластины, изготовленные заранее из хорошей стали. Их можно заменить очень быстро. Хотя начальные затраты выше, но долговечность приводит к меньшим
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 129 из 198
расходам на текущий ремонт, повышению эффективности замены, экономии времени на замену
и сокращению простоев.
Контрольные вопросы:
1. Какие виды транспортеров вам известны.
2. Какую функцию выполняет транспортер.
3. Что является составной частью нории.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 10
Активное вентилирование зерновых насыпей
Активное вентилирование — один из важнейших технологических приемов послеуборочной
обработки и хранения зерновых масс. Под активным вентилированием понимают интенсивное принудительное продувание на-сного воздуха через неподвижную насыпь зерна.
Современные вентиляторы, поставляемые сельскому хозяйству позволяют успешно проводить активное вентилирование зерновых насыпей высотой до 5...6 м в складах, на кадках и в
бункерах. Обработка зерна воздухом основана на использование скважистости зерновой
массы, наличии многочисленных межзерновых пространств, соединенных друг с другими
воздушными каналами разнообразного сечения. Межзерновые пространства образуют в
зерновой воздухопроводящую систему, по которой воздух газы могут перемещаться по
всему ее объему в любом направлении. Поток воздуха оказывает воздействие на температуру
и влажность зерна, изменяет газовый состав воздуха межзерновых пространств, т. е. воздействует на те факторы, от которых в первую очередь зависит уровень жизнедеятельности и
сохранность зерновой насыпи.
Применение активного вентилирования обеспечивает технологический и экономический
эффект: снижает потери зерна при хранении и затраты труда на его обаботку, повышает эффективность использования бункеров и складов для хранения зерна, дает возможность
управлять процессом хранения. Активное вентилирование—обязательный технологический
прием обработки Хранения зерна в большинстве районов страны. Почти новые типовые зернохранилища и семенохранилища, также современные комплексы для обработки зерна и они
снабжены устройствами для активного вентилирования в виде напольных установок, аэрожелобов, бундов для активного вентилирования. Вентиляционные эйства необходимы для
нормальной работы всех бункеров поточных линий послеуборочной аботки зерна, для защиты зерна от порчи при временном хранении на токах, для улучшения условии его хранения в
стационарных хранилищах, особенно семян страховых и переходящих фондов.
Активное вентилирование позволяет полностью исключить самосогревание зерновой массы,
избавиться от таких малоэффективных и трудоемких приемов, как перелопачивание зерна и
его охлаждение механизированной переброской с места на место зернопогрузчиками или
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 130 из 198
пропуском через зерноочистительные машины. Активное вентилирование зерна — самый
дешевый и наименее трудоемкий способ охлаждения и консервации влажного зерна. По
сравнению с другими способами охлаждения обработка вентилированием в 2...3 раза дешевле, требует значительно меньше трудовых затрат.
На установках активного вентилирования влажное зерно можно хранить слоем 1...2 м и более. При этом потребность в навесах и площадках для временного хранения зерна на току
сокращается в 3...5 раз.
При существующей системе машин и оборудования для уборки, послеуборочной обработки
и хранения зерна отсутствие активного вентилирования и его неудовлетворительное использование увеличивают потребность в сушильных установках, складских помещениях, навесах
и открытых площадках для хранения зерна.
Вентилирование атмосферным воздухом практически почти не улучшает качества зерна, как
это наблюдается при очистке и сушке. Главный технологический эффект активного вентилирования заключается в резком снижении биологических процессов порчи зерна, и таким образом защищает и консервирует его на некоторый период. Улучшается сохраняемость зерна,
обеспечивается выигрыш во времени, особенно в уборочный период, и представляется возможным меньшим числом очистительной и сушильной техники и обслуживающего персонала провести качественную послеуборочную обработку урожая.
Активное вентилирование применяют для: временной консервации свежеубранного зерна
повышенной влажности, профилактической обработки достаточно стойкого зерна, охлаждения зерна при хранении, охлаждения зерна после сушки, ликвидации самосогревания, воздушно-теплового обогрева семян.
Временная консервация свежеубранного зерна повышенной влажности. Это одна из основных задач, решаемых с помощью активного вентилирования.
Она заключается в обработке предварительно очищенного свежеванного зернового вороха
воздушным потоком для снижения его температуры, некоторого выравнивания влажности
между отдельными компонентами и участками зерновой насыпи. Консервация свежеубранного зерна активным вентилированием позволяет в 3...4 раза уверить срок его безопасного
хранения до сушки. Для семян основных зерновых культур сроки безопасного орошения при
активном вентилировании воздухом температурой 18...20°С. Если условия позволяют охладить зерно до 14,..15°С, сроки безопасного хранения увеличиваются примерно в два раза по
сравнению с приведенными в таблице нормами, а при охлаждении до 10 °С возрастают в
3...4.
Для искусственного охлаждения воздуха при актом вентилировании используют машину
ХМВ-1-30, Цомощью которой возможно понизить температуру наружного воздуха с 25 до
6...7 °С, т. е. успешно охладить.
В южных районах страны, где значительное естественное похолодание наступает лишь спустя один — три месяца после уборки.
Для достижения наибольшего эффекта при консервации зерна охлаждением вентилирование
надо проводить аочные и утренние часы при повышенных нормах расхода воздуха. Для
обеспечения полного охлаждения всей насыпи в течение первых—вторых суток подача
воздуха должна составлять не менее 30 м3/(ч-т).
Профилактическое вентилирование. Применяют для снижения воздуха межзерновых
пространств, выравнивания температуры и влажности в объеме зерновой насыпи, ликвидации амбарного запаха, сохранения жизнеспособности семян, предотвращения возникновения
очагов самосогревания и некоторых других причин порчи зерна. Для профилактического
вентилирования применяют сравнительно невысокие удельные подачи воздуха порядка
30...50 м3/(ч-т). Его проводят периодически, с учетом температуры и влажности наружного
воздуха, а также температуры и влажности зерна. Вентилирование должно обеспечивать
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 131 из 198
охлаждение зерна и полностью исключать его увлажнение. Профилактическую обработку
зерна сухого и средней сухости проводят через каждые один — три месяца хранения. Общий
расход воздуха в расчете на 1 т зерна за каждый цикл обработки составляет 1600...1700 м3.
Вентилирование для охлаждения зерна. Проводят для повышения стойкости хранящегося
зерна, снижая его температуру до 10 °С и ниже. При такой температуре затормаживаются все
физиологические процессы в зерновой массе, прекращается развитие насекомых, возрастают
сроки безопасного хранения. Поэтому охлаждение целесообразно почти для всех хранимых
партий зерна и семян.
Наилучшие условия сохраняемости зерна обеспечиваются при температуре, близкой к О °С,
и невысоких отрицательных температурах. Сухое зерно и семена выдерживают и более глубокое охлаждение (промораживание), однако в весенний период могут возникнуть затруднения из-за резких перепадов температуры в различных участках зерновой насыпи и возможной конденсации влаги.
Учитывая, что во многих районах страны температура воздуха в осенний период снижается
сравнительно медленно, зерно охлаждают в несколько этапов. Сначала зерновую массу
охлаждают, используя ночные понижения температуры воздуха, затем проводят более глубокое повторное охлаждение. Для охлаждения зерна сухого и средней сухости применяют
удельные подачи воздуха порядка 50...80 м3/(ч-т) и общий его расход для выполнения поставленной задачи составит 1800... 2000м3 на 1 т зерна.
Охлаждение зерна активным вентилированием часто применяют после его сушки на сушилках шахтного и барабанного типа. Нередко для повышения производительности сушилок
нижнюю часть шахты, предназначен для охлаждения зерна, переоборудуют в дополнительную сушильную зону, а необходимое после сушки зерна проводят на установках активного вентилирования. Такое переоборудование обеспечивает повышение производительности сушилок на 20...40 %.
Вентилирование для
ликвидации самосогревания проводят в любое время суток,
независимо от погодных условий, при высоких удельных расходах воздуха 100...200 м3/(ч-т)
и более. Вентилирование проводят при полном устранении очага самосогревания. Для
дальнейшего повышения стойкости такое зерно направляют на сушку и в последующем
тщательно наблюдают.
Вентилирование для воздушно-теплового обогрева.
Семена яровых культур после зимнего хранения низкую, часто отрицательную температуру
и находятся в состоянии глубокого анабиоза. Для повышения физиологической активности
таких семян, вывода состояния покоя, для завершения процессов посрочного дозревания,
особенно в северных и восточных районах страны, проводят специальное агротехническое
мероприятие — воздушно-тепловую обработку. Лучше всего ее можно выполнить с помощью активного вентилирования нагретым до 25...30°С воздухом, вентиляционных установках-такую обработку проводят при средней удельной подаче воздуха 10...120 м3/ Г) в течение 15.,.20 ч. Если в каких-либо участках температура зерна после обработки будет ниже
проводят дополнительное вентилирование до тех пока зерно хорошо не прогреется во всех
участках насыпи. Воздушно-тепловой обогрев семян следует начать не позднее недели до
начала сева. Зерно, про-вентилированием, остается достаточно теплым, всхожесть и энергия
прорастания семян отличасется: на 10...20 %, а это свидетельствует о незавершении их послеуборочного дозревания, воздушно-тепловую обработку необходимо провести за две-три
недели сева.
Воздушно-тепловой обогрев полезен и для семян озимых культур, высеваемых в год уборки
урожая, особенно увлажненных районах страны.
Технологическая эффективность активного вентилирования
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 132 из 198
Поток воздуха, проходящий через зерновую насыпь оказывает разнообразное технологическое воздействие на зерно. Под его влиянием изменяются газовый состав воздуха межзерновых пространств, температура и влажность ерна и, как следствие этого, изменяется интенсивность физиологических и микробиологических процессов зерновой массы.
При вентилировании происходит обновление воздуха межзерновых пространств, обогащение
его кислородом, что способствует нормальному течению физиологических процессов жизнедеятельности зерна и семян. Из зерновой массы удаляются образующийся в процессе ее дыхания диоксид углерода и выделяемое тепло. Последнее предупреждает возможность повышения температуры и возникновения самосогревания зерновой массы.
Технологическая эффективность активного вентилирования зерновых масс атмосферным
воздухом выражается в изменении температуры зерна. При длительном вентилировании зерно постепенно принимает температуру атмосферного воздуха. Поэтому активное вентилирование в зависимости от температуры наружного воздуха может привести к охлаждению или
нагреванию зерна. Зерно удовлетворительно охлаждается при вентилировании воздухом,
температура которого ниже температуры зерновой массы на 4°С и более. Используя суточные и временные перепады температуры, а также сезонные похолодания, можно выбрать для
обработки такие периоды, когда зерно в результате активного вентилирования будет охлаждаться до 10 °С и ниже, обеспечивая высокий консервирующий эффект.
Поток воздуха вызывает одновременно с изменением температуры зерна также изменение
его влажности. Присущие зерну сорбционные свойства определяют его постоянное стремление к состоянию равновесия по отношению к уровню влажности окружающего воздуха. Если
такого равновесия нет и давление паров воды над поверхностью зерна и в воздухе неодинаково, это вызовет влагообмен, в результате которого зерно будет подсушиваться или увлажняться до тех пор, пока равновесие не будет достигнуто. Активное вентилирование зерновых
масс для охлаждения надо проводить лишь тогда,
оно не вызывает увлажнения зерна. Оба процесса изменения
температуры и влажности
зерна при активном вентилировании происходят одновременно. Для изменения температуры зерновой массы требуется израсходовать воздуха в несколько десятков раз меньше, чем
для заметного изменения его влажности. Поэтому , когда вентилирование проводится для
охлаждения, то сопутствующее ему изменение влажности проводят в небольших пределах и
отражает вспомогательный эффект обработки. Тем не менее охлаждение активным вентилированием надо проводить лишь в таких параметрах воздуха, когда не только снижается температура зерновой массы, но и подсушивается. Охлаждение зерна, сопровождающееся
его увлажнением недопустимо.
Процессы изменения температуры и влажности зерновой массы при активном вентилировании влияют друг руга. Подсушивание зерна связано с затратами тепла испарение влаги.
Это тепло зерно получает от воздуха. Таким образом, если при вентилировании зерно рушивается, это обязательно сопровождается охлаждаем воздуха, что усиливает консервирующий эффект вентилирования. Следовательно, некоторое охлаждение при вентилировании
возможно даже при равенстве температуры зерна и воздуха.
Важной особенностью является то, что при вентилировании зерно охлаждается не сразу
по всей высоте а послойно. Сначала охлаждаются те слои насыпи куда в первую очередь поступает воздух от вентилятора. Формируется зона охлаждения толщиной 40...70 см, эрая в
процессе вентилирования постепенно перемещается в направлении воздушного потока. Таким образом при подаче воздуха снизу вверх первым охлаждается -нижний слой, а последним верхний, который более удален от места поступления воздуха в зерно, когда зона
охлаждения располагается в средней части насыпи, под ней находится уже охлажденное зер-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 133 из 198
но с температурой, близкой к температуре наружного воздуха, а ней — верхние слои зерна,
которые предстоит еще ждать. В пределах зоны охлаждения температура неодинакова. В
нижней части она близка к температуре наружного воздуха, в верхней — соответствует одной температуре зерновой массы. Внутри зоны охлаждения происходит плавный переход от
температуры уже охлажденного зерна до уровня исходной температуры зерновой массы.
Изменение температуры зерна по слоям насыпи происходит не постепенно, а сразу на такую
величину, которая соответствует разнице между исходной температурой зерна и воздуха.
Технология вентилирования зерна и семян на установках
Любая установка для активного вентилирования зерна состоит из вентилятора, воздухораспределительной системы и соединяющего их воздухоподводящего канала или диффузора.
Несмотря на то, что вентиляционные установки весьма разнообразны по внешнему виду и
конструкции, основные различия между ними обусловлены особенностями устройства воздухораспределительных систем. Последние могут быть в виде трубы с отверстиями для выхода воздуха, надземного или заглубленного канала, постоянного или переменного сечения,
магистрального канала и боковых воздухораспределительных каналов, сплошного решетного основания, приподнятого над полом на специальных опорах (ложный пол). Каждая из составных частей вентиляционной установки выполняет определенные функции: вентилятор
должен обеспечить подачу необходимого количества воздуха, диффузор направляет поток
воздуха в воздухораспределительную систему, и последняя обеспечивает равномерное распределение и подвод воздуха ко всем участкам обрабатываемой зерновой насыпи. Вентиляционная установка работает удовлетворительно лишь в том случае, если обеспечивается равномерный по скорости поток воздуха во всех участках зерновой насыпи.
На рисунке 25 приведена принципиальная схема движения воздуха через зерновую насыпь
при активном вентилировании на установках с напольными воздухораспределительными системами. Во всех этих типах установок воздушный поток при выходе из зерновой насыпи
имеет преимущественно вертикально восходящее перемещение. В установках бункерного
типа с перфовованными стенками проводит
преимущественно гориизонтальное
перемеще-воздуха и выход его из вентилятора (рис. 26).
Рис. 25. Схема движения воздуха через зерновую насыпь при различных типах воздухораспределительных систем.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 134 из 198
Рис. 26. Схема вертикального (а) и радиального (б) движения воздуха в зерновой массе при
активном вентилировании.
По конструктивным и логическим особенностям все вентиляционные установки могут быть раз-яы на следующие виды: напольно-переносные,
стационарные, аэрожелоба,
вентилируемые бункера. Напольно-переносные усики. Используют для явного вентилирования зерна в складах, под навесах, на открытых токах. Установки можно быстро смонтировать в любом месте, приспособить для работы в помещениях и на площадках любой
конфигурации и размеров с вентиляторами разной производительности. Основным конструктивным элементом установок является распределительная решетка. Наиболее распространенной установкой этого типа является напольно- переносная установка института
Промзернопроект. Каждая типовая секция такой установки состоит из вентилятора,
диффузора, семи щитов, образующих магистральный воздухоподводящий канал, и 24 воздухораспределительных решеток, из которых выкладывают восемь воздухораспределительных каналов по четыре с каждой стороны от магистрального канала. Магистральный канал
состоит из глухих и проходных щитов. Проходные стыки имеют в боковых стенках вырезы.
Стационарные вентиляционные установки. В типовом Новом складе на 3200 т зерна оборудуют 10 секций ановки СВУ-1 и 13 секций модернизированной уста-Ки СВУ-1М. Каждая
секция состоит из каналов-воздухоотводов, оборудованных в полу склада. Они располагаются поперек склада на всю его ширину (19 м). С противоположной стороны каналы каждой
секции сведены в общий патрубок, который выходит через стену за пределы склада. На всем
протяжении канал имеет одинаковую ширину 400 мм и переменную глубину — 50 мм в
начале канала и 70 мм в конце (без учета зацепления для щитов). Наличие уклона способствует более равномерному распределению воздуха зерновой насыпи.
Сверху канал закрывают глухими деревянными щитами, сбитыми из досок толщиной 30 мм.
Стационарная вентиляционная установка СВУ-бз предназначена для активного вентилирования зерна различной влажности партиями до 150 т и более. Установку можно использовать
для медленной сушки зерна. Установка состоит из одного магистрального воздухоподводящего канала, по обе стороны от которого отходят по девять более мелких воздухораспределительных каналов.
Аэрожелоба. Используют для вентилирования и транспортирования зерна в складах. Аэрожелоб представляет собой стационарную вентиляционную установку канального типа. Внутри канала на определенной глубине от его верхних кромок устанавливают специально спрофилированное чешуйчатое сито, которое обеспечивает направленный выход воздуха вперед
вдоль канала. Применяют аэрожелоба открытого и закрытого типа. Наиболее распространены аэрожелоба открытого типа, представляющие собой канал, оборудованный в полу склада,
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 135 из 198
глубиной 550...600 мм в начале и 100 мм в конце, шириной 220...300 мм, длиной 8...9 м. С
помощью переходного патрубка из листового металла канал соединяется с вентилятором.
Важнейшая деталь аэрожелоба — чешуйчатое сито, поверхность которого должна быть
строго прямолинейна. Для облегчения транспортирования зерна чешуйчатое сито устраивают с наклоном 3...60 по направлению воздушного потока в канале. Оно должно иметь щели
высотой 1,1±0,1 мм и живое сечение 4...5%.
Учитывая, что подача воздуха вентилятором аэрожелоба значительно снижается по сравнению с обычной вентиляционной установкой, необходимо соответственно уменьшить ширину
глухого промежутка между соседними каналами до 1,7...3,0 м. Рекомендуется продувать зерно несколькими смежными вентиляторами, попарное противоположных сторон склада, но не
менее чем шестью вентиляторами одновременно. На типовой склад вместимостью 3200 т
зерна необходимо иметь 8...10 вентиляторов типа СВМ-5М, ВО-5, ВМ-200, «Проходка-5002М».
Максимально допустимая высота насыпи при вентилировании Влажность зерна и высота насыпи при вентилировании
Влажность, %
Высота насыпи, м
м
Культура
семена
подсолнечника
рис
пшеница семена
подсолнечника
7,0
5,0
5,5
5,5
7,5
4,2
5,4
5,5
8,0
3,6
4,7
5,5
4,1
5,5
3,6
5,2
8,5
9,0
__
10,0
—
3,6
Зерно и семена с более высокой влажностью в результате слеживания успешно могут быть
выгружены из склада с помощью аэрожелоба.
Влажность при вентилировании зерна аэрожелобами для охлаждения привела в таблице.
Если при вентилировании зерно охлаждается слишком медленно, то увеличивают подачу
воздуха, установки, более мощный вентилятор (СВМ-6) или последовательно подключив
второй вентилятор к каждому аэрожелобу. Все входные патрубки неработающих аэрожелобов, смежных с работающими, должны быть плотно открыты, чтобы предотвратить утечку
воздуха. Не рекомендуется держать открытыми и все остальные патрубки аэрожелобов, чтобы предупредить конвективные (си воздуха, резкое охлаждение чешуйчатого сита и конденсацию на нем влаги. При загрузке зерна в склад зеррновая насыпь должна иметь ровную по-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 136 из 198
верхность, при использовании аэрожелобов придерживаются обоих правил вентилирования
зерна на стационарных вентиляционных установках.
Аэрожелоба имеют перспективу использования в составе поточных линий послеуборочной
обработки зерна.
При современных средств механизации работ с зерном аэрожелоба наиболее технологичны
при использовании временной консервации зерна на току и транспортирования на поточную
линию для последующей обратки.
Вентилируемые бункера. Установки являются наиболее совершенными устройствами для
быстрого охлаждения, а также для медленной сушки зерна и семян различных культур.
Установки занимают сравнительно мало места, обеспечивают полную механизацию* загрузки: выгрузки зерна, достаточно быстро монтируются из деталей заводского изготовления. В
сельском хозяйстве применяют бункера БВ-25, БВ-40, а также К-878 ц К-878А производства ГДР.
Наиболее распространенный в сельском хозяйстве вентилируемый бункер на 25 т зерна пшеницы снабжен центробежным вентилятором Ц4-70 № 6 производительностью 11000 м3/ч
воздуха и электронагревательным устройством мощностью 24 кВт, что обеспечивает возможность обработки зерна при максимально высокой влажности наружного воздуха.
Средняя удельная подача воздуха в бункер 440 м3/ '/(ч-т), т.е. в 3...4 раза больше оптимальной нормы. Поэтому зерно охлаждается очень быстро, за 4...5 ч.
Благодаря полной механизации загрузки и выгрузки зерна, возможности работы при любой
погоде, быстроте охлаждения зерна вентилируемые бункера наиболее пригодны для использования их в сочетании с поточными зерноочистительно-сушильными линиями.
Наличие вентилируемых бункеров обеспечивает оптимальный для производства суточный
цикл обработки свежеубранного зерна с привлечением минимального числа работающих для
обслуживания машин поточной линии. Исключается необходимость перевалок и перебросок
зерна передвижными погрузчиками. Машины уборочного комплекса в течение дня обеспечивают обмолот и транспортирование зерна в объеме суточной производительности поточных линий в хозяйстве. Зерно немедленно очищают на машинах зерноочистительно-сушильного комплекса, а избыток зерна, который не может быть сразу направлен на сушку или
дальнейшую очистку, размещают в вентилируемых бункерах и временно консервируют
охлаждением. В ночное время по мере высвобождения машин поточной линии это зерно самотеком подается в норию и затем в сушилку или сразу на очистку.
Важная технологическая задача, решаемая с помощью вентилируемых бункеров, заключается в промежуточном хранении зерна, обработку которого на поточной линии выполняют за
несколько пропусков. Это происходит при необходимости двух-трехкратной сушки зерна на
шахтных или барабанных сушилках.
Таким образом, вентилируемые бункера являются составной частью оптимальной технологической схемой работы поточных линий послеуборочной обработки зерна и семян.
ТЕХНОЛОГИЯ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ
Чтобы в процессе хранения свежеубранное зерно не самосогревалось и не портилось,
его необходимо проветривать и охлаждать. Раньше для этого вручную перелопачивали, перемещая его с места на место. В последние десятилетия у нас в стране и за рубежом проветривают, охлаждают и частично просушивают зерно средствами активного вентилирования,
нетребующими перемещения зерна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 137 из 198
Активное вентилирование -это интенсивное продувание насыпи зерна атмосферны, подогретым или искусственно охлажденным воздухом, которое проводят для сохранения количества и улучшения качества зерна в процессе хранения .
Воздух, нагнетаемый вентиляторами, вводится в зерновую насыпь через систему каналов или труб и пронизывает ее в различных направлениях (рис.4.1)
Рис.4.1. Схема движения воздуха
Периодическая смена воздуха в партиях семенного зерна способствует сохранению его
всхожести, а продувание свежеубранного зерна сухим теплым воздухом – его послеуборочному дозреванию. Применение активного вентилирования, обеспечивает предпосевной обогрев семян.
Используя установки для активного вентилирования, легко и быстро проводят дегазацию зерновых масс после обработки фумигантами. Активное вентилирование исключает
травмирование зерна, что в той или иной степени происходит во время пропуска зерновых
масс через зерносушилки, зерноочистительные машины. Это особенно важно для семенного
материала.
Активное вентилирование выгодно в экономическом отношении, и оно исключает затраты на перемещение зерновой массы и значительно сокращает потребность в рабочей силе.
По сравнению с перелопачиванием оно обходится в десятки раз дешевле.
Длительное время при активном вентилировании использовали атмосферный воздух в
его естественном состоянии. Теперь применяют и активное вентилирование подогретым
воздухом, что позволяет значительно подсушивать зерновую массу. Используют и искусственно охлажденный воздух.
Установки для активного вентилирования в складах можно разделить на три типа:
стационарные, устраиваемые в полах складов.
напольно-переносные, которые можно укладывать в любом складе до засыпки зерном, и
переносные трубные.
В любую установку входят три основные части:
- вентилятор
- воздухопроводы и
- воздухораспределительные устройства.
Для стационарных и напольных установок применяют главным образом осевые передвижные вентиляторы, для трубных – центробежные.
Воздуховоды выполняют в виде каналов в полу склада, коробов, укладываемых на пол,
труб из листовой стали или прорезиненной ткани.
В стационарных и напольно-переносных установках воздухораспределительные
устройства чаще всего выполняют в виде деревянных щитов. Металлические устройства для
этого типа установок быстро выходят из строя из-за коррозии от постоянного соприкосновения с влажным зерном, повреждения колесами передвижной механизации.
Металлические силосы обычно оборудуются установками для активного вентилирования зерна с подачей воздуха через перфорированные трубы, перфорированное днище или
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 138 из 198
специальные воздушные каналы. Система, применяемая за рубежом для вентилирования,
сушки, охлаждения и выгрузки зерна из хранилища, изображена на рис. 4.2.
На рис. 4.3 показаны способы вентилирования зерна, используемые канадскими фермерами в металлических силосах небольшой вместимости. Для вентилирования зерна применяют как холодный (атмосферный), так и подогретый в электрокалорифере воздух.
В нашей стране применяется так называемое аэроднище (аэрожелоба), принципиальное
устройство которого показано на рис. 4.4 и 4.5.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 139 из 198
Рис. 4.4 Металлическое зернохранилище с аэрожелобами:
1 – площадка для наблюдения; 2 – ограждение; 3 – центральная стойка; 4 – отводящий коллектор; 5 – аэрожелоб; 6 – конвейер; 7 – задвижка; 8 – подводящий канал для аэрации; 9 –
вентилятор; 10 – диффузор, 11 – распределительный воздухопровод.
В металлическом зернохранилище имеются две самостоятельные секции (I и II, рис. 4.5),
каждая из которых имеет по 8 аэрожелобов и самостоятельный воздухоподводящий канал (с
сечением 900 × 600 мм), размещенный снаружи зернохранилища.
Воздух для транспортирования зерна подается двумя вентиляторами Ц-4-40 №12. для
сбора и отвода пыли, образующейся во время разгрузки, над выпускными воронками внутри
хранилища установлен отводящий коллектор, выполненный из метала в виде герметического
короба.
В днище металлического зернохранилища указанного диаметра имеется 10 выпускных
воронок и 16 аэрожелобов, расстояние между которыми равно 1450 мм. В начале и в конце
его установлены специальные фиксирующие задвижки, служащие для подачи воздуха в
аэрожелоб и отвода его из аэрожелоба.
После выпуска зерна из хранилища самотеком через выпускные воронки на стационарный ленточный конвейер нижней галерии в воздухоподводящий канал вентилятором нагнетается воздух.
При этом задвижки на входе и выходе аэрожелоба открываются. Воздух, проходя через
чешуйчатое сито, приводит слой зерна в псевдосжиженное состояние и транспортирует его
по всей длине к выпускным воронкам на ленточный конвейер. При разгрузке зернохранилища могут работать все аэрожелоба.
Перед началом загрузки зернохранилища зерном фиксирующие задвижки в конце
аэрожелоба должны быть закрыты
Рис. 4.5 План металлического зернохранилища с аэрожелобами:
1-16 – аэрожелоба с воздухоподводящими патрубками; 17 – осевые вентиляторы; 18 – рассекатели; 19 – воздухоподводящие каналы.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 140 из 198
Аэрожелоба могут применяться и для активного вентилирования.
Принцип работы установки при этом следующий: открываются все фиксирующие задвижки в подводящих патрубках аэрожелобов обеих секций, после этого воздух вентиляторами нагнетается под воздухораспределительную решетку аэрожелобов и через выпускные
щели для зерна выходит вентилируемую насыпь. При этом фиксируемые задвижки на выходе длжны быть закрыты.
Кроме аэрожелобов для разгрузки зернохранилище оборудовано установкой для аэрации зерна, предназначенной для перевода хранящегося зерна на различные режимы хранения (весенне-летний и осенне-зимний периоды).
Установка состоит из 4 осевых вентиляторов, 2 воздухоподводящих каналов и 14 рассекателей (по 7 с каждой стороны).
Воздухоподводящий канал выполнен из металла и установлен в днище зернохранилища (по внутреннему периметру кольцевого фундамента). Размеры канала –500 × 600 мм.
Рассекатели выполнены из листовой стали толщиной 4 мм или из бетона с углами
наклона при основании 36º, высотой 650 мм и расположены между аэрожелобами, перфорированные площадки закрыты сверху чешуйчатыми ситами.
При необходимости металлические силосы могут быть оборудованы установками для
охлаждения зерна.
Контрольные вопросы:
1. Для чего проводится активное вентилирование зерновых масс.
2. Что такое активное вентилирование зерновых масс.
3. Назовите режимы вентилирования зерновых масс.
4. Какое оборудование используется для вентилирования зерновых масс.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 11
ОЧИСТКА ЗЕРНА. СУШКА ЗЕРНА
Сепарирование зерновой массы. Задачи процесса сепарирования
Технологический процесс производства муки, крупы и комбикормов включает одну из основных операций — разделение зерновой смеси, ингредиентов комбикормов, промежуточных и конечных продуктов переработки зерна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 141 из 198
Исходные партии зерна, несмотря на предварительную очистку в хозяйствах и на хлебоприемных предприятиях, представляют довольно сложную смесь зерен различных культурных и
сорных растений, а также примесей минерального и органического происхождения.
Примеси состоят из индифферентного (мертвого) сора органического и минерального происхождения (комочки земли, стекло, частицы металла, камни, шлак, частицы стеблей, листьев,
стержни колосьев, полова, пленки); из живого сора (семена посторонних культур, сорных
растений, вредных и карантинных растений, живые насекомые — вредители хлебных запасов, их куколки и личинки); из поврежденных, щуплых, дефектных и проросших семян основной культуры.
Цель механического разделения зерновой смеси — это наиболее полное выделение только
зерен основной культуры. Процесс такого разделения смеси на ее составные, более однородные части (фракции) называют сепарированием.
Процесс сепарирования на мукомольных, крупяных и комбикормовых заводах в основном
включает две операции:
очистку зерна от примесей, ухудшающих условия его переработки или снижающих качество
готовой продукции;
сортирование смеси на фракции различного качества для раздельной переработки.
Ниже приведены некоторые термины и понятия. Исходная смесь или исходный материал (в
частности, зерновая смесь) состоит из одного или нескольких компонентов и предназначена
для разделения в простом или сложном сепараторе.
Компонент — составная часть исходной смеси, отличающаяся от других компонентов по качественному признаку (зерно и примеси, крупное и мелкое зерно основной культуры).
Фракции — части, на которые делят исходную смесь по каким-либо признакам. Фракция
может состоять из одного или нескольких компонентов.
Выход фракции Б»—количество материала, выходящего из сепаратора в данную фракцию.
Исходную смесь сепарируют по весьма разнообразным геометрическим и физическим признакам, свойствам зерен (частиц), размерам,. форме, плотности, шероховатости, аэродинамическим свойствам, электропроводности, цвету и др.
Признаки, которые обеспечивают наиболее полное разделение исходной смеси на ее компоненты (зерно основной культуры и примеси), называют признаками делимости.
Сепаратором сыпучих смесей принято считать машину со следующими рабочими органами:
ситами, ячеистой поверхностью, пневмосе-парирующими каналами, магнитами, электростатическими элементами. Между тем каждый из перечисленных органов можно рассматривать
отдельно как самостоятельно работающий элементарный сепаратор. Соответственно существующие сепараторы условно делят на две группы: простые и сложные. Простые — такие, у
которых смесь разделяется по одному признаку на две фракции (части). К ним относят ситос одинаковыми (по размерам и форме) отверстиями, триер с одинаковыми ячеями, пневмоканал однократного действия, магнитный сепаратор однократного действия и пр.
К сложным сепараторам, например, относят зерноочистительный, сепаратор, который состоит из 5—6 простых сепараторов: трех различных сит (приемного, сортировочного и подсевного) и двух пневмосе-парирующих каналов (предварительной и окончательной продувки), а
также рассев для сортирования зернопродуктов.
СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА СЕПАРИРОВАНИЯ
Зерновую смесь можно сепарировать при следующих обязательных условиях:
в исходной смеси, поступающей в сепаратор, должны быть отделимые компоненты, т. е. частицы, которые могут быть выделены в данном сепараторе;
смесь, находящаяся в сепараторе, должна разрыхляться при движении настолько, чтобы
внутри ее образовались полости (поры) достаточных размеров для прохождения отделимых
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 142 из 198
частиц из внутренних слоев в периферийный слой, граничащий с поверхностью разделения
(ситом, триерной поверхностью и пр.);
получаемые в результате разделения фракции должны непрерывно удаляться из сепаратора.
Эти требования обеспечиваются в сепараторе, в частности, с механическим воздействием на
зерновую смесь, находящуюся в рабочем пространстве. Такое воздействие в процессе сепарирования заставляет частицы перемещаться относительно друг друга, обеспечивает непрерывную подачу смеси в рабочее пространство и удаление из него полученных .фракций.
Обе стадии процесса — извлечение отделимых частиц из смеси и разделение слоев — могут
протекать только при наличии внешних сил, действующих на разделяемые компоненты смеси. Такими силами будут, например, аэродинамические, извлекающие из смеси отделимые
частицы, обладающие большей парусностью (меньшей скоростью витания) по сравнению с
частицами основного потока.
При просеивании смеси на плоском сите сепарирующими силами являются: объемные силы
инерции, изменяющиеся по величине и направлению, и гравитационные силы тяжести. При
просеивании смеси в цилиндрическом вращающемся сите к таким силам относят: центробежные силы инерции и силы тяжести. Во вращающемся и одновременно колеблющемся цилиндрическом сите вдоль вертикальной оси вращения сепарирующими силами являются: на
первой стадии преимущественно знакопеременная сила инерции, а на второй — центробежная сила инерции. В магнитном аппарате сепарирующей силой служит магнитная сила (магнитная восприимчивость) и т. д.
Для всех простых сепараторов характерно то, что двухкомпонент-ная смесь разделяется при
наличии двух систем сил, одна из которых приложена к частицам первого, а другая — к частицам второго компонента. При этом равнодействующие этих сил направлены противоположно. Наличие сепарирующих сил приводит зерновую смесь в разрыхленное состояние и
вызывает самосортирование. Степень извлечения отделимых частиц на плоском сите прямо
зависит от скорости расслоения смеси на сите. Чем быстрее протекает первая стадия, т. е.
чем быстрее отделимые частицы проникают через слой смеси к поверхности сита (поверхности разделения), тем эффективнее процесс просеивания. Его вероятность (во второй стадии)
определяется значительным числом факторов.
Таким образом, рабочий процесс сепарирования зерновой смеси в различных простых сепараторах протекает при наличии двух взаимосвязанных стадий, происходящих одновременно
и непрерывно. Первая стадия, подготовительная, характеризуется извлечением отделимых
частиц из внутренних слоев потока зерновой смеси, а вторая, заключительная,— отделением
этих частиц и удалением их из сепаратора.
Общая закономерность процесса разделения заключается в том, что независимо от принципа
работы простого сепаратора исходная смесь разделяется на две части — фракции (новые
смеси), которые качественно отличаются от исходной смеси.
В общем случае количество фракций, получаемых в результате разделения исходной
смеси в сепараторе, определяют по формуле
где N — число простых сепараторов.
ПОНЯТИЕ О ДЕЛИМОСТИ ЗЕРНОВОЙ СМЕСИ
При выборе способа разделения зерновой смеси необходимо правильно использовать различия в геометрических признаках и физических свойствах компонентов смеси. В первую очередь учитывают те признаки, которые обеспечивают наиболее полное разделение смеси на
фракции с заданными показателями качества.
В связи с этим особое значение приобретают данные об изменчивости различных признаков
зерен основной культуры и сопутствующих примесей. Изменчивость различных признаков
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 143 из 198
изучают при массовом определении величин: длины, ширины, толщины, аэродинамических
свойств, плотности и др. Результаты позволяют выбрать разделяющие факторы (размеры отверстий сит, скорость воздушного потока и пр.), т. е. выбрать те признаки, по которым
наиболее резко различаются интересующие нас компоненты, что и определяет делимость
данной зерновой смеси.
Для исследования физико-механических свойств компонентов зерновой смеси применяют
статистические методы, выражая результаты •измерений в виде вариационных рядов или вариационных кривых, определяющих частоту того или иного признака.
Из сопоставления результатов измерений данного признака, полученных отдельно для каждого компонента, можно судить, какой из них резко отличается от зерен основной культуры.
В большинстве случаев вариационные кривые данного признака сорных семян и зерен основной культуры взаимно перекрываются, т. е. на некотором интервале признаки совпадают
по величине. Поэтому по данному признаку полностью разделить зерновую смесь на компоненты невозможно. В зависимости от степени перекрытия вариационных кривых то или
иное количество зерен основной культуры попадает в отходы. Это количество прямо зависит
от требуемой чистоты фракций, получаемых в результате сепарирования.
Рассмотрим три возможных варианта двухкомпонентной смеси (например, зерно основной
культуры и мелкие примеси), которая характеризуется двумя вариационными кривыми по
признаку х (рис 1). Заштрихованная площадь между кривой 2 и осью абсцисс определяет относительное содержание в смеси мелких примесей, а площадь между кривой 1 и осью абсцисс — зерен основной культуры.
Рисунок 1
Общий интервал А0 соответствует интервалу всей смеси, в котором варьирует о< признак х
обоих компонентов. Из первого варианта смеси (рис. 1, а) видно, что при величине О делящего фактора по признаку х смесь теоретически может быть полностью разделена. Такую
смесь будем называть разделимой 1- основная культура; 2 - примесь. Второй вариант смеси
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 144 из 198
(рис. 1,б), который в практике преобладает, является трудноразделимой смесью или не полностью разделимой.
Действительно, часть площади, ограниченной кривой 1, перекрывается заштрихованной
площадью на участке с интервалом Л. Эта часть смеси зерен не может быть разделена по
данному признаку. Из нее теоретически можно выделить в два приема часть основной массы
зерен в чистом виде, соответствующую площади справа от прямой Ь — Ь, — по делящему
фактору .О+Д, часть мелких примесей в чистом виде, соответствующую площади слева от
прямой а — а, — по делящему фактору О.
Таким образом, данная смесь по признаку х может быть разделена на три фракции, при этом
две из них будут представлять компоненты в чистом виде. Одна из фракций, соответствующая площади, ограниченной прямыми а — а и Ъ — Ь, содержит оба компонента и по данному признаку неразделима.
Наконец, третья смесь (рис. 9.1, в), в которой оба компонента перекрываются, относится к
неразделимой смеси по данному признаку х.
Качественным критерием делимости смеси будем условно называть отношение интервалов
теоретически возможного разделения компонентов к общему интервалу смеси
Статистический метод определения делимости смеси устанавливает, что для полного разделения смеси на компоненты недостаточно изучить вариации каждого признака в отдельности, а необходимо определить их корреляцию. Сущность этого метода состоит в использовании корреляционных таблиц и пространственных корреляционных решеток для выбора схемы сепарирования и соответствующих сепарирующих машин.
По оси абсцисс корреляционной таблицы строят вариационные кривые по ширине, а по оси
ординат — по толщине зерен (рис 2). Допустим, что в таблицу, ограниченную прямоугольником АВСО, вписаны числа, указывающие количество зерен определенной ширины и толщины. При этом в прямоугольнике АБСД оказались числа, относящиеся к обоим компонентам, т. е. эта часть площади полностью перекрывается. Следовательно, такая смесь по ширине и толщине неразделима. При помощи корреляционной таблицы можно определить критерий теоретической делимости, теоретически возможную степень разделения смеси и выход
отдельных фракций. В частности, можно найти ожидаемую величину уноса зерен основной
культуры в отходы.
Разделив исходную зерновую смесь (четыре операции) по толщине и ширине в последовательности / — I, II — II, III — III, IV — IV, можно
Рис. 2. График для определения делимости семенной смеси по ширине '(х) и толщине
(у): 1 — основная культура; 2 — примесь.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 145 из 198
Рис.3. График для определения делимости по ширине (х), толщине (у) я длине (г): 1 — основная культура; 2 — примесь.
получить часть обоих компонентов в чистом виде и неразделимую смесь зерен основной
культуры и примесей, характеризуемую прямоугольником ОРК.М. Следовательно, получим
три фракции: первая — очищенные зерна основной культуры, количество которых характеризуется суммой числовых показателей, помещенных на площадке КВСОРК; вторая — примеси, выход которых характеризуется данными, расположенными на площади АКРОМР;
третья — неразделимая смесь, выход которой соответствует сумме чисел, помещенных на
площади ОРКМ.
Если из полученной неразделимой смеси необходимо дополнительно извлечь чистую фракцию зерна, надо изучить вариацию этой смеси по другим признакам и использовать тот, по
которому смесь все же может быть разделена.
В результате измерений различных признаков компонентов зерновой смеси и построения вариационных кривых, корреляционных таблиц и решеток можно построить технологический
процесс с указанием необходимых сепарирующих органов, которые обеспечат более полное
извлечение зерен основной культуры из исходной смеси.
ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА СЕПАРИРОВАНИЯ
Эффективность разделения зерновой смеси зависит от режима работы сепаратора, который
определяется следующими основными параметрами: количеством исходной смеси, поступающей в сепаратор в единицу времени, или начальной подачей; продолжительностью обработки смеси в сепараторе, или экспозицией сепарирования; физическими свойствами смеси,
определяющими ее делимость.
Подача может быть выражена в единицах массы, объема или количеством элементов (частиц, зерен), составляющих смесь. Величину начальной подачи (кг/ч) определяют по следующей формуле:
С=3600 5 V р',
где 5 — сечение потока зерновой смеси, м2;
V — скорость подачи, или поступательная скорость смеси в сепараторе, м/с; р 1 — объемная
масса смеси, кг/м3.
Исходя из того, что подача пропорциональна ширине потока, которую часто определяют
шириной приемного фронта простого сепаратора, обычно пользуются показателем удельной
начальной подачи, т. е. подачей на единицу ширины
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 146 из 198
Производительность сепаратора — это количество зерновой смеси, которую он способен принять в единицу времени при оптимальном режиме работы, обеспечивающем высокое
качество (чистоту) получаемых фракций.
В результате сепарирования не получают компоненты в чистом виде, а получают фракции —
новые смеси, которые по составу отличаются большей однородностью по тем признакам, которые были положены в основу разделения зерновой смеси. Чем однороднее полученные
фракции по данному признаку, т. е. чем выше показатель чистоты фракций, тем точнее сепарация, тем выше эффективность разделения. Она прямо зависит от интенсивности извлечения отделяемого компонента в данном сепараторе. Интенсивность извлечения определяют
количеством материала, извлекаемого сепаратором в единицу времени через единицу площади поверхности разделения. Интенсивность извлечения пропорциональна фактической
величине компонента в сепарируемой смеси в данный момент.
По мере увеличения продолжительности сепарирования интенсивность извлечения снижается: во-первых, вследствие уменьшения концентрации отделяемых частиц, во-вторых, к концу
процесса остаются в сепарируемой смеси более трудные для отделения по данному признаку
частицы. Поэтому скорость относительного убывания отделимых частиц в смеси пропорциональна также некоторой функции времени сепарирования.
РЕЖИМЫ СУШКИ ЗЕРНА
Пищевая ценность продуктов питания, как и качество других видов продукции, вырабатываемой из зерна, в значительной мере зависят от режимов его сушки.
Под режимом сушки в общем случае понимают определенное сочетание таких параметров
сушильного агента, как температура, влагосодержание (или относительная влажность) и скорость.
Определяющим и регламентирующим параметром режима сушки является температура сушильного агента. Для сушки зерна разных культур и разных конструкций сушилок она изменяется в широком диапазоне (от 50 до 370°С). В то же время относительная влажность и скорость сушильного агента изменяются незначительно и поэтому их величины не регламентируются.
Наряду с температурой сушильного агента регламентируется еще один важнейший параметр
- предельно допустимая температура нагрева зерна.
При выборе того или иного режима сушки зерна необходимо стремиться не только полностью сохранить, но и по возможности улучшить его качество. Кроме того, необходимо одновременно решить задачу ускорения процесса сушки. Чем выше скорость сушки, тем меньше
размеры зерносушилки, следовательно, ниже ее стоимость, а в конечном итоге и общие затраты на сушку.
Режим сушки, при котором обеспечивается высокое качество зерна и достигаются
наилучшие технико-экономические показатели работы сушилки, называют оптимальным.
Условно различают мягкий и жесткий режимы сушки.
Мягкий режим характеризуется сравнительно невысокой температурой и скоростью
агента сушки. При таком режиме нагрев и сушка зерна протекают с относительно невысокой
скоростью.
Жесткий режим характеризуется повышенной температурой и скоростью агента сушки.
Нагрев и сушка зерна при жестком режиме происходят значительно интенсивнее.
С экономической точки зрения процесс сушки желательно проводить при жестком режиме - в более короткий срок. Кроме того, чем меньше зерно находится в нагретом состоянии,
тем меньше глубина происходящих биохимических изменений и превращений в зерне, тем
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 147 из 198
больше гарантия сохранения его качества. Однако, при жестком режиме сушки вследствие
интенсивного нагрева и обезвоживания зерна возможны деформация его тканей и микрорастрескивание: зерно быстро нагревается до предельно допустимой температуры, не успевая
отдать требуемое количество влаги.
Особенно губительна сушка при жестких режимах
для кукурузы, крупяных, бобовых культур и зерна семенного назначения. Во избежание растрескивания зерен стремятся к наиболее равномерной сушке при минимальных перепадах
влажности внутри зерна. Этого достигают при мягких режимах.
Вместе с тем, мягкий режим сушки сам по себе еще не гарантирует сохранение качества зерна. Если сушка продолжается слишком долго, например, в вентилируемых бункерах или в
неподвижном слое, то зерно плесневеет.
2. Обоснование режимных параметров сушки зерна разных культур
Предельно допустимая температура нагрева зерна
Предельно допустимой температурой нагрева зерна считают такую, при которой сохраняется
качество зерна в соответствии с его назначением. Предельно допустимую температуру
нагрева зерна нередко отождествляют с понятием термоустойчивости зерна.
Как показано в главе 6, неблагоприятные изменения технологических свойств зерна при
сушке могут наступать не только по причине его перегрева, но и вследствие недопустимо
быстрого извлечения влаги, вызывающего нарушение микро- и макроструктуры тканей зерна. Поэтому традиционное понятие термоустойчивости зерна следует рассматривать как
комплексную характеристику, включающую не только его биологическую устойчивость к
тепловому воздействию, но и механическую сопротивляемость внутренним разрушающим
силам, возникающим под действием градиентов температуры и влагосодержания. То есть,
речь должна идти о некоторой термо-структуромеханической устойчивости зерна.
Величина предельно допустимой температуры нагрева различна для зерна разных культур и,
кроме того, зависит от сорта, степени зрелости, влажности зерна, состояния его белкового
комплекса, а также от технологической схемы сушки и параметров сушильного агента. Так,
например, при рециркуляционной схеме сушки с кратковременным нагревом зерна в падающем и псевдоожиженном слое или во взвешенном состоянии предельно допустимая температура нагрева зерна несколько выше, чем при длительной сушке в плотном неподвижном
или гравитационно -движущемся плотном слое.
Пшеница. При сушке пшеницы величину предельно допустимой температуры нагрева зерна
устанавливают в зависимости от биохимических изменений, происходящих в белковом комплексе. Эти изменения характеризуются степенью денатурации белка, глубина и скорость
которой зависит от влажности зерна. Так, при влажности зерна 12% безопасная температура
нагрева по денатурации глиадина составляет около 80°С, тогда как при влажности 18% - всего лишь около 50°С.
В практике зерносушения принимают, что величина предельно допустимой температуры
нагрева зерна семенного и продовольственного назначения различна. В случае сушки семенного зерна обязательным условием считается сохранение энергии прорастания и всхожести,
а при сушке продовольственного зерна - сохранение его хлебопекарных достоинств, контролируемых по содержанию и качеству клейковины.
Изменение свойств клейковины тесно связано с денатурацией основных белков клейковины:
глиадина и глютенина. Белки зародыша более термолабильны, чем клейковинные белки. Денатурация альбуминов (водорастворимых белков) происходит при более низких температурах нагрева, чем денатурация глиадина и глютенииа. Именно поэтому допустимая температура нагрева зерна семенного назначения несколько ниже допустимой температуры нагрева
зерна продовольственного назначения.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 148 из 198
Зерно различной степени зрелости имеет различную термоустойчивость. Зерно восковой
спелости более влажное и потому менее устойчиво к тепловому воздействию, чем зерно в
фазе полной спелости.
Допустимая температура нагрева зерна зависит от состояния белкового комплекса. Зерно с
крепкой клейковиной можно безопасно нагревать до меньших температур, чем зерно со слабой клейковиной, поскольку при снижении влажности зерна происходит уплотнение белков.
Допустимая температура нагрева зерна пшеницы влажностью до 20% с крепкой клейковиной
при обычной прямоточной сушке не превышает 45°С, тогда как пшеницу со слабой клейковиной можно безопасно нагревать до 60°С. При рециркуляционной сушке с кратковременным нагревом зерна в падающем слое допустимая температура нагрева зерна соответственно
составляет 50°С и 65"С.
Предельно допустимая температура нагрева зерна зависит и от температуры сушильного
агента. С повышением температуры сушильного агента возрастает скорость нагрева зерна и,
прежде всего, его поверхности. Поскольку в наружных слоях эндосперма содержание белка
вдвое больше, чем во внутренних слоях, то вследствие интенсивного нагрева периферийных
частей эндосперма возрастает скорость тепловой денатурации белков. Если при температуре
сушильного агента 80°С допустимый нагрев зерна влажностью 20% составляет 60°С, то при
140°С он не превышает 48°С.
С повышением начальной влажности зерна допустимая температура его нагрева снижается.
Так, например, зерно начальной влажности до 20% с хорошей клейковиной можно безопасно
нагревать до 50°С, тогда как более сырое зерно можно нагревать только до 45°С.
Особое внимание уделяют обоснованию режимов сушки высококлассной пшеницы, поскольку в процессе сушки должны быть полностью сохранены все ее важнейшие свойства
как улучшителя. Качество пшеницы в данном случае оценивают не только по содержанию и
качеству клейковины, но и по показателям мукомольных свойств, а также физических
свойств теста. Исходя из этого, предельно допустимую температуру нагрева зерна высококлассной пшеницы устанавливают по началу изменения более чувствительных показателей протеолитической активности ферментов и фракционного состава белковых веществ зерна.
Предельно допустимая температура нагрева зерна неразрывно связана с технологической
схемой сушки (состояние зернового слоя, температура агента сушки, продолжительность
теплового воздействия на зерно).
При сушке зерна в плотном движущемся слое сушильным агентом температурой 100° С первые изменения в качестве высококлассной пшеницы влажностью 20% наступают при нагреве
зерна до 49° С. Хотя содержание и качество клейковины остаются неизменными, протеолитическая активность ферментов заметно снижается, что свидетельствует о начале денатурационных процессов в белках зерна, вызывающих изменение физических свойств теста в сторону его укрепления.
При сушке зерна влажностью 23% снижение активности ферментов отмечается уже при
нагреве зерна до 46 °С. Изменяется фракционный состав белковых веществ зерна, ухудшаются хлебопекарные свойства муки.
С повышением температуры сушильного агента до 110-120° С снижение качества зерна
наступает раньше и протекает с большей глубиной. Снижается энергия прорастания и
всхожесть зерна, укрепляется клейковина, ухудшаются физические свойства теста.
В зерне влажностью 26% отмеченные изменения в качестве проявляются еще более резко. Снижается объемный выход хлеба, уменьшается удельная работа деформации теста.
При рециркуляционной сушке с кратковременным нагревом зерна в падающем слое качество
высококлассной пшеницы влажностью до 20% сохраняется при нагреве зерна до 55°С. При
влажности зерна свыше 20% допустимая температура нагрева зерна
не должна превышать 50°С.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 149 из 198
Указанные значения предельно допустимых температур
нагрева зерна включены в режимы сушки высококлассной пшеницы для различных типов
зерносушилок ( глава 14, § 1).
Рожь. Зерно ржи можно нагревать до более высокой температуры, чем зерно пшеницы. Это
объясняется тем, что рожь содержит больше водорастворимых веществ. Белковый комплекс
у нее менее устойчив, к тому же рожь содержит большое количество слизей. Поэтому уплотнение коллоидной системы зерна ржи начинается при более высокой температуре нагрева.
Продовольственную рожь независимо от начальной влажности зерна можно нагревать до
60"С, при этом хлебопекарные свойства ее полностью сохраняются.
Ячмень продовольственный и кормовой, также как и рожь,
при сушке можно безопасно нагревать до 60°С.
Ячмень пивоваренный сушат при обычной прямоточной схеме с нагревом зерна не выше
45°С, поскольку в данном случае обязательным условием является сохранение энергии прорастания и всхожести зерна. При рециркуляционной схеме сушки с нагревом зерна в падающем слое допускается нагрев зерна до 50°С.
Кукуруза в зерне. Предельно допустимая температура нагрева зерна кукурузы существенно
зависит от назначения зерна. Кукуруза, предназначенная для переработки в крахмалопаточной промышленности, независимо от начальной влажности зерна не должна нагреваться
выше 45°С. При этом всхожесть зерна должна быть не менее 55%. При меньшей всхожести
выход крахмала резко падает.
Предельно допустимая температура нагрева зерна кукурузы, поставляемого пищеконцентратной промышленности, различная в зависимости от начальной влажности зерна. При
влажности до 19% зерно может быть нагрето не выше 35°С, а более сырое зерно всего лишь
до 30°С.
Кормовое зерно кукурузы независимо от начальной влажности может быть нагрето при сушке до 50°С.
Рис. Предельно допустимая температура нагрева риса ограничена началом трещинообразования. При обосновании допустимой температуры нагрева риса принимают такую, при которой выход дробленого риса не повышается по сравнению с исходным зерном, не подвергавшимся искусственной сушке.
При обычной прямоточной схеме сушки допустимая температура нагрева зерна составляет
35°С. При рециркуляционной схеме сушки с нагревом зерна в падающем слое она дифференцирована в зависимости от начальной влажности зерна: при влажности до 20% зерно допускается нагревать до 55°С; до 25% - до 45°С и свыше 25% -до40°С.
Гречиха. Предельно допустимая температура нагрева зерна гречихи ограничивается быстрым подсушиванием оболочек и началом обрушивания зерен. При этом ядро становится
хрупким, что приводит к его дроблению. Снижение выхода ядрицы из просушенного зерна
наступает задолго до начала изменения кулинарных достоинств крупы (цвета, вкуса, структуры сваренной каши, коэффициенту развариваемости).
При сушке гречихи по прямоточной схеме в гравитационно движущемся плотном слое допустим нагрев зерна не выше 40 С. Превышение указанной температуры вызывает растрескивание оболочек и обрушивание зерен, снижение выхода ядрицы.
При рециркуляционной сушке с кратковременным нагревом зерна в падающем слое допустимая температура нагрева гречихи дифференцирована в зависимости от начальной влажности зерна: при влажности зерна до 20% допускается нагрев зерна до 55°С, при влажности
до 25% - до 50°С и свыше 25% - до 45°С.
Просо, Предельно допустимая температура нагрева проса, как и гречихи, ограничена быстрым подсушиванием оболочек и началом обрушивания зерен. Кроме того, при перегреве
зерна возможно потемнение ядра.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 150 из 198
При сушке проса по прямоточной схеме в гравитационно движущемся плотном слое
допустим нагрев зерна не выше 40°С. При рециркуляционной сушке с нагревом зерна в падающем слое допустим нагрев зерна влажностью: до 20% - до 50°С, до 25% - до 45°С и свыше 25% - до 40°С.
Овес. При сушке по прямоточной схеме в гравитационно движущемся плотном слое допускается нагрев овса не выше 50°С; при рециркуляционной сушке - до 60°С.
Исследования сушки крупяных культур с предварительным нагревом зерна агентом повышенного влагосодержания, проведенные в ВНИИЗ и АТУ в 1987-1990г,г. показали, что для
расчета величин допустимых температур и продолжительности нагрева следует пользоваться
формулами:
Значения коэффициентов А! и А2 подсчитаны по данным экспериментальных исследований и равны:
Для риса: А, =1,70' 103 и А2 = 2,70-10 3,
для проса: 1,85• 103 и 2,85• 10 3,
для гречихи: 1,95-103 и 2,95-10 3 соответственно.
Семена подсолнечника. Технологическая ценность семян подсолнечника определяется его
масличностью. Поэтому в процессе сушки необходимо возможно более полно сохранить содержание и качество масла. В процессе сушки может происходить либо синтез, либо распад
жировых компонентов. Направленность этих превращений зависит от влажности семян, от
температуры и продолжительности их нагрева.
В соответствии с закономерностями изменения кислотного числа масла предельно допустимая температура нагрева семян подсолнечника при прямоточной сушке в гравитационно
движущемся плотном слое, также как и при рециркуляционной схеме сушки, установлена на
уровне 55°С.
Зернобобовые. Предельно допустимая температура нагрева зернобобовых культур ограничена опасностью раскалывания семянок. В зернобобовых более высокое содержание белка,
чем у злаковых, в связи с чем скорость сушки их ниже, чем злаковых. Кроме того, семена
большинства зернобобовых крупнее, чем злаковых, что также определяет меньшую скорость
испарения влаги. Все это обусловливает необходимость щадящего режима сушки с умеренной температурой нагрева семян. При сушке гороха влажностью до 20% допускается нагрев
семян не выше 45°С, при влажности свыше 20% -до 40°С. При сушке других зернобобовых
культур влажностью до 20% допускается нагрев не выше 40°С, а при влажности свыше 20% лишь до 35°С.
Соя. Предельно допустимая температура нагрева семян сои влажностью до 19% не должна
превышать 30°С, а при влажности семян свыше 19% - всего лишь 25°С.
Общая характеристика современной зерносушильной техники
Состав зерносушильного парка той или иной страны предопределяется ее природноклиматическими условиями, структурой и масштабами зернового производства, а также системой закупок и хранения зерна.
России, Казахстану, Украине, как и другим республикам бывшего СССР достался в наследство зерносушильный парк, состав которого характерен для стран с плановой экономикой с
централизацией зерновых ресурсов в руках государства. Для обработки значительного количества свежеубранного зерна в короткие сроки непосредственно после уборки на элеваторах
и хлебоприемных предприятиях в свое время были построены и сохраняются до сих пор высокопроизводительные зерносушилки.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 151 из 198
Зерносушильное хозяйство колхозов и совхозов было менее мощным (по единичной производительности сушилок), сосредоточено в основном
в составе
зерноочистительносушильных комплексов, таковым остается и до сих пор.
С развитием рыночной экономики, ростом числа фермерских и других частных хозяйств, изменением системы закупок и хранения зерна требуется перестройка состава зерносушильного парка. Резко возрастает потребность в зерносушилках средней и малой производительности различных типов и конструкций. Возрастают и требования к зерносушилкам.
Основные требования к зерносушилкам
К современной технике зерносушения предъявляется комплекс требований. Важнейшее среди них - это полное сохранение, а в необходимых случаях и улучшение качества высушиваемого зерна. Конструкция сушилки должна обеспечивать равномерный нагрев и сушку зерна
при надежном контроле температуры и влажности его в процессе сушки. Одним из эффективных путей повышения равномерности нагрева и сушки зерна может быть применение аппаратов с разрыхленным, псевдоожиженным или взвешенным слоем зерна.
Конструкция сушилки должна исключать механическое трав-мирование зерна, потери полноценного зерна с отработавшим сушильным агентом. Зерносушилки должны быть экономичными по удельным расходам теплоты и электроэнергии; иметь возможно меньшую металлоемкость.
Учитывая сезонность работы зерносушилок, следует стремиться к рационализации их конструкции, к снижению капитальных затрат на сооружение сушилок, к более широкому применению неметаллических материалов, а для металлических частей применять антикоррозийные покрытия. Предпочтительна блочная конструкция, существенно облегчающая изготовление и монтаж установок разной производительности.
Зерносушилки должны быть просты в обслуживании, надежны в работе. Конструкция отдельных узлов и механизмов сушилки должна обеспечивать возможность изменения режимных параметров в широком диапазоне с сохранением устойчивой работы сушилки в целом.
Зерносушилки должны обладать определенной степенью универсальности в части возможности сушки зерна различных культур (пшеница, рис, семена подсолнечника, кукуруза и
др.), различающихся физико-химическими, биохимическими, структурно-механическими и
другими технологическими свойствами.
Зерносушилки, работающие в поточных технологических линиях, должны обеспечивать одновременную сушку зерна разной начальной влажности, с тем, чтобы можно было формировать партии поступающего зерна не по влажности, а в первую очередь, по сортам и другим
признакам, определяющим его пищевые и технологические достоинства.
Разделение зерна на отдельные партии по влажности вынуждает часто переключать сушильные установки с одного режима на другой, что приводит к простоям оборудования всей технологической линии, повышенным расходам топлива, увеличению затрат на послеуборочную обработку зерна.
Сушилки должны позволять высушивать зерно любой начальной влажности до установленных кондиций за один прием. Повторная сушка высоковлажного зерна усложняет организацию работ, резко снижает коэффициент использования сушильных мощностей, приводит к
непроизводительным затратам средств на погрузочно-разгрузочные работы.
Зерносушилки должны обеспечивать эффективное охлаждение зерна.
В комплексе мероприятий по обеспечению высокого качества высушиваемого зерна важное
значение имеет предотвращение загрязнения зерна вредными веществами. Это требование
особенно актуально для сушилок, работающих на смеси продуктов сгорания топлива с
наружным воздухом. При неполном сгорании топлива не исключена возможность загрязнения зерна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 152 из 198
В связи с интенсификацией процесса сушки, внедрением устройств для предварительного
нагрева зерна высокотемпературными газами, возрастают требования в части пожарной безопасности.
Зерносушильные установки должны обеспечивать в необходимых случаях проведение других технологических операций: охлаждение или нагрев зерна при закладке его на хранение
или при подготовке к переработке; очистку от легких примесей; термическое обеззараживание от зерновых вредителей.
Зерносушилки должны удовлетворять современным требованиям защиты окружающей среды от вредных выбросов.
Ограждающие конструкции сушилки должны обеспечивать нормальные условия для ее эксплуатации в любое время года.
Современные зерносушилки должны быть оснащены системами автоматического контроля и
регулирования процесса сушки. Объем и средства автоматизации зерносушилок должны
быть экономически обоснованы в связи с требованиями снижения капитальных и эксплуатационных затрат.
Классификация зерносушилок
При всем разнообразии современных зерносушилок имеется возможность группировки их по
наиболее отличительным технологическим и внешним конструктивным признакам.
Среди множества технологических признаков наиболее важными являются: способ теплоподвода режим работы, технологическая схема сушки, состояние зернового слоя. Подразделение зерносушилок по указанным технологическим признакам предопределяет и внешнее
конструктивное отличие сушильной установки.
По способу СУШКИ преимущественное место занимают зерносушилки с конвективным теплоподводом. Зерносушилки с другими способами теплоподвода (кондуктивным, терморадиационным, высокочастотным) составляют очень небольшую группу опытных или опытнопромышленных образцов.
В конвективных зерносушилках в качестве агента сушки используется воздух, нагреваемый
в калорифере или непосредственно в топке путем смешивания с продуктами сгорания топлива.
Различие в способе нагрева воздуха обусловливает деление всех зерносушилок по этому показателю на две большие группы.
По режиму работы зерносушилки подразделяются на непрерывно действующие и периодического действия.
В непрерывно действующих сушилках зерно в ходе процесса
сушки перемещается в сушильной камере от места загрузки к месту его выпуска. Соответственно этому меняется влажность зерна, но в каждом сечении сушильной камеры влажность зерна и параметры агента сушки остаются во времени постоянными, то есть сушка
происходит при установившемся режиме. Зерно перемещается в сушильной камере или под
действием гравитационных сил, или в результате аэродинамического или механического
воздействия.
Достоинствами непрерывно действующих сушилок являются более полное использование
сушильной камеры, так как исключаются простои ее во время загрузки и разгрузки; лучшие
условия для контроля и автоматизации процесса сушки; возможность использования их в
поточных технологических линиях. Кроме того эти сушилки не требуют периодического
прогрева, в связи с чем удельный расход теплоты на сушку в них ниже, чем в периодически
действующих.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 153 из 198
Недостатком некоторых конструкций непрерывно действующих сушилок является неравномерность движения зерна по сечению рабочей камеры и, как следствие этого, неравномерность его нагрева и сушки.
В периодически действующих СУШИЛЬНЫХ установках зерно загружают в рабочую камеру на полную ее вместимость, высушивают до требуемой влажности без перемещения и полностью выгружают. Влажность зерна и параметры агента сушки меняются в каждом сечении
сушильной камеры во времени. Они меняются и в направлении потока агента сушки.
Периодически действующие сушилки, как правило, используют для сушки небольших партий зерна однородного по качеству. Они применяются для сушки кукурузы в початках, а
также отдельных партий семенного зерна.
Достоинством сушилок периодического действия являются простота конструкции и возможность регулирования режима сушки путем подачи агента сушки с различными параметрами на разных этапах сушки. Эффективность сушки в них может быть повышена путем перемешивания зерна с помощью шнеков, расположенных в слое. Положительные результаты
достигаются также и при реверсировании продувания зернового слоя.
Недостаток сушилок периодического действия - это простои их во время загрузки и выгрузки зерна, а также непроизводительные потери тепла на прогрев сушилки после загрузки в нее
очередной партии зерна. Неэффективно используется и транспортное оборудование, простаивающее в течение всего процесса сушки.
По технологической схеме сушки различают прямоточные и рециркуляционные зерносушилки. В прямоточных сушилках зерно проходит через сушильную камеру один раз, т.е. по
схеме "идеального" вытеснения.
Рециркуляционные зерносушилки в отличие от прямоточных имеют устройства для возврата
части просушенного зерна, выпускаемого из сушилки, и смешивания его со свежим зерном,
поступающим на сушку. Они имеют также специальные емкости, называемые тепловлагообменниками, для отлежки смеси сырого и ре-циркулирующего зерна. Для рециркуляционных сушилок характерна многократная циркуляция зерна.
Прямоточные и рециркуляционные зерносушилки могут иметь устройства для предварительного нагрева зерна.
По состоянию зернового слоя различают сушилки с неподвижным, гравитационнодвижущимся, псевдоожиженным и взвешенным слоем. Все более широкое распространение
получают сушильные установки с комбинированной обработкой зерна в слое разной
структуры.
По КОНСТРУКЦИИ сушильной камеры (рис. 36) различают шахтные (а, б, в, г), барабанные (д), камерные (е, ж), пневмо-трубные (з), конвейерные (и) зерносушилки. Они могут состоять из одной или нескольких сушильных камер одинаковой конструкции, работающих
параллельно или последовательно. Имеются например, одно- и двухшахтные, одно- и двухбарабанные зерносушилки. Камерные сушилки включают иногда до десяти и более параллельно работающих сушильных камер.
Особую группу составляют комбинированные многокамерные установки (рис. 36 к, л, м),
состоящие из сушильных камер разной конструкции с разным состоянием зернового слоя.
Новые зерносушилки, работающие с предварительным нагревом и рециркуляцией зерна,
включают, например, камеру с падающим слоем зерна и шахты; камеру с псевдоожиженным
слоем и шахты и некоторые другие конструкции.
ШИРОКО распространенным типом зерносудшльной камеры, в том числе и в новых конструкциях сушилок, является шахта. представляющая собой вертикальную камеру прямоугольного сечения с поперечно продуваемым движущимся зерновым слоем. Толщина слоя обычно
составляет 100-250 мм и не превышает 500 мм. Стенки шахты делают либо сетчатыми или
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 154 из 198
жалюзийными, либо внутри шахты размещают систему каналов (коробов), через которые
подводят свежий и отводят отработавший агент сушки.
В нижней части шахты устанавливают выпускное устройство, с помощью которого создают
подпор зерна и регулируют время пребывания его в шахте.
Рис. 36. Конструкции сушильных камер:
а-шахта с воздухораспределительными коробами;
б-шахта с жалюзийиыми стенками; в-шахта с сетчатыми
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 155 из 198
стенками; г-шахта с тормозящими элементами; д-барабан;
е-силос с сетчатым днищем; ж-камера с решетчатым днищем;
з-пневмотруба; и-конвейер сетчатый; к-пневмотруба
с шахтой; л-камера с падающим слоем зерна и шахта;
м-камера с псепдоожижепнмм слоем зерна и шахта
Для кратковременного нагрева зерна применяют камеры шахтного типа с падающим слоем.
Для механического торможения падающего слоя зерна внутри такой камеры размещают
многоярусную систему стержней или решеток, гирлянд свободно висящих шаров или конусов.
Многие зарубежные фирмы в последнее время отдают предпочтение конструкциям сушильных камер с перфорированными стенками, что объясняется стремлением упростить конструкцию сушилки, снизить ее металлоемкость.
В барабанных зерносушилках сушильная камера представляет собой полый вращающийся
цилиндр, внутри которого устанавливают насадку в виде лопастей, способствующих разрыхлению и пересыпанию зерна при его движении вдоль барабана. Обычно зерно и агент сушки
движутся внутри барабана прямотоком, но используют
и противоточные барабанные сушилки.
Камерная сушилка наиболее проста по устройству. Основной ее частью является прямоугольная или круглая камера с наклонным или горизонтальным сетчатым днищем. При горизонтальном днище разгрузка зерна осуществляется через центральное отверстие в днище
вначале самотеком, а затем с помощью поворачивающегося шнека-подборщика. При
наклонном днище камера разгружается самотеком.
Конвейерные сушилки представляют собой туннель, внутри которого на сетчатой ленте
перемещается высушиваемое зерно.
По конструктивному исполнению различают стационарные и передвижные зерносушилки.
Стационарные сушилки встраивают в рабочие здания элеваторов или сушильноочистительные башни (СОБ); устанавливают в отдельных зданиях, привязанных транспортными коммуникациями к элеваторам; на открытых площадках рядом с силосным корпусом;
в торце силосного корпуса элеватора или в разрыве между рабочим зданием и силосным
корпусом, в зданиях зерноочистительно-сушильных комплексов колхозов и совхозов.
Стационарные сушилки изготавливают полностью из металла или строят из железобетона и
металла. Основные узлы сушилок производят в заводских условиях, а собирают на строительной площадке. Железобетонные сушилки служат десятки лет, срок службы металлических сушилок рассчитан на 7-8 лет.
Стационарные сушилки имеют, как правило, высокую производительность. Их используют в
механизированных технологических линиях приема и послеуборочной обработки зерна.
Передвижные сушилки ИСПОЛЬЗУЮТ для сушки небольших партий зерна. Все оборудование
сушилки, включая тепловентиляционное и транспортное, располагается на одной раме с колесным ходом.
Такие сушилки можно перевозить на буксире по территории
хлебоприемных предприятий, по шоссейным и грунтовым дорогам, а также по железной дороге на платформах. Производительность передвижных сушилок ограничена габаритными и
транспортными возможностями, обычно она не превышает 8-10 т/ч.
Приведенная классификация группирует зерносушилки не только по внешним признакам и
конструктивной сложности, но что очень важно, по характеру теплового воздействия на зерно и интенсивности протекающих в нем теплофизических, влагопереносных и биохимических процессов.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 156 из 198
Вопрос о выборе той или иной конструкции зерносушилки, также как и технологии сушки,
должен решаться в каждом конкретном случае в зависимости от свойств зерна, его начальной влажности и целевого назначения.
ШАХТНАЯ ЗЕРНОСУШИЛКА
Состав зерносушильного парка той или иной страны предопределяется ее природноклиматическими условиями, структурой и масштабами зернового производства, а также системой закупок и хранения зерна.
России, Казахстану, Украине, как и другим республикам бывшего СССР достался в наследство зерносушильный парк, состав которого характерен для стран с плановой экономикой с
централизацией зерновых ресурсов в руках государства. Для обработки значительного количества свежеубранного зерна в короткие сроки непосредственно после уборки на элеваторах
и хлебоприемных предприятиях в свое время были построены и сохраняются до сих пор высокопроизводительные зерносушилки.
Зерносушильное хозяйство колхозов и совхозов было менее мощным (по единичной производительности сушилок), сосредоточено в основном
в составе
зерноочистительносушильных комплексов, таковым остается и до сих пор.
С развитием рыночной экономики, ростом числа фермерских и других частных хозяйств, изменением системы закупок и хранения зерна требуется перестройка состава зерносушильного парка. Резко возрастает потребность в зерносушилках средней и малой производительности различных типов и конструкций. Возрастают и требования к зерносушилкам.
Основные требования к зерносушилкам
К современной технике зерносушения предъявляется комплекс требований. Важнейшее среди них - это полное сохранение, а в необходимых случаях и улучшение качества высушиваемого зерна. Конструкция сушилки должна обеспечивать равномерный нагрев и сушку зерна
при надежном контроле температуры и влажности его в процессе сушки. Одним из эффективных путей повышения равномерности нагрева и сушки зерна может быть применение аппаратов с разрыхленным, псевдоожиженным или взвешенным слоем зерна.
Конструкция сушилки должна исключать механическое трав-мирование зерна, потери полноценного зерна с отработавшим сушильным агентом. Зерносушилки должны быть экономичными по удельным расходам теплоты и электроэнергии; иметь возможно меньшую металлоемкость.
Учитывая сезонность работы зерносушилок, следует стремиться к рационализации их конструкции, к снижению капитальных затрат на сооружение сушилок, к более широкому применению неметаллических материалов, а для металлических частей применять антикоррозийные покрытия. Предпочтительна блочная конструкция, существенно облегчающая изготовление и монтаж установок разной производительности.
Зерносушилки должны быть просты в обслуживании, надежны в работе. Конструкция отдельных узлов и механизмов сушилки должна обеспечивать возможность изменения режимных параметров в широком диапазоне с сохранением устойчивой работы сушилки в целом.
Зерносушилки должны обладать определенной степенью универсальности в части возможности сушки зерна различных культур (пшеница, рис, семена подсолнечника, кукуруза и
др.), различающихся физико-химическими, биохимическими, структурно-механическими и
другими технологическими свойствами.
Зерносушилки, работающие в поточных технологических линиях, должны обеспечивать одновременную сушку зерна разной начальной влажности, с тем, чтобы можно было формировать партии поступающего зерна не по влажности, а в первую очередь, по сортам и другим
признакам, определяющим его пищевые и технологические достоинства.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 157 из 198
Разделение зерна на отдельные партии по влажности вынуждает часто переключать сушильные установки с одного режима на другой, что приводит к простоям оборудования всей технологической линии, повышенным расходам топлива, увеличению затрат на послеуборочную обработку зерна.
Сушилки должны позволять высушивать зерно любой начальной влажности до установленных кондиций за один прием. Повторная сушка высоковлажного зерна усложняет организацию работ, резко снижает коэффициент использования сушильных мощностей, приводит к
непроизводительным затратам средств на погрузочно-разгрузочные работы.
Зерносушилки должны обеспечивать эффективное охлаждение зерна.
В комплексе мероприятий по обеспечению высокого качества высушиваемого зерна важное
значение имеет предотвращение загрязнения зерна вредными веществами. Это требование
особенно актуально для сушилок, работающих на смеси продуктов сгорания топлива с
наружным воздухом. При неполном сгорании топлива не исключена возможность загрязнения зерна.
В связи с интенсификацией процесса сушки, внедрением устройств для предварительного
нагрева зерна высокотемпературными газами, возрастают требования в части пожарной безопасности.
Зерносушильные установки должны обеспечивать в необходимых случаях проведение других технологических операций: охлаждение или нагрев зерна при закладке его на хранение
или при подготовке к переработке; очистку от легких примесей; термическое обеззараживание от зерновых вредителей.
Зерносушилки должны удовлетворять современным требованиям защиты окружающей среды от вредных выбросов.
Ограждающие конструкции сушилки должны обеспечивать нормальные условия для ее эксплуатации в любое время года.
Современные зерносушилки должны быть оснащены системами автоматического контроля и
регулирования процесса сушки. Объем и средства автоматизации зерносушилок должны
быть экономически обоснованы в связи с требованиями снижения капитальных и эксплуатационных затрат.
Классификация зерносушилок
При всем разнообразии современных зерносушилок имеется возможность группировки их по
наиболее отличительным технологическим и внешним конструктивным признакам.
Среди множества технологических признаков наиболее важными являются: способ теплоподвода режим работы, технологическая схема сушки, состояние зернового слоя. Подразделение зерносушилок по указанным технологическим признакам предопределяет и внешнее
конструктивное отличие сушильной установки.
По способу СУШКИ преимущественное место занимают зерносушилки с конвективным теплоподводом. Зерносушилки с другими способами теплоподвода (кондуктивным, терморадиационным, высокочастотным) составляют очень небольшую группу опытных или опытнопромышленных образцов.
В конвективных зерносушилках в качестве агента сушки используется воздух, нагреваемый
в калорифере или непосредственно в топке путем смешивания с продуктами сгорания топлива.
Различие в способе нагрева воздуха обусловливает деление всех зерносушилок по этому показателю на две большие группы.
По режиму работы зерносушилки подразделяются на непрерывно действующие и периодического действия.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 158 из 198
В непрерывно действующих сушилках зерно в ходе процесса
сушки перемещается в сушильной камере от места загрузки к месту его выпуска. Соответственно этому меняется влажность зерна, но в каждом сечении сушильной камеры влажность зерна и параметры агента сушки остаются во времени постоянными, то есть сушка
происходит при установившемся режиме. Зерно перемещается в сушильной камере или под
действием гравитационных сил, или в результате аэродинамического или механического
воздействия.
Достоинствами непрерывно действующих сушилок являются более полное использование
сушильной камеры, так как исключаются простои ее во время загрузки и разгрузки; лучшие
условия для контроля и автоматизации процесса сушки; возможность использования их в
поточных технологических линиях. Кроме того эти сушилки не требуют периодического
прогрева, в связи с чем удельный расход теплоты на сушку в них ниже, чем в периодически
действующих.
Недостатком некоторых конструкций непрерывно действующих сушилок является неравномерность движения зерна по сечению рабочей камеры и, как следствие этого, неравномерность его нагрева и сушки.
В периодически действующих СУШИЛЬНЫХ установках зерно загружают в рабочую камеру на полную ее вместимость, высушивают до требуемой влажности без перемещения и полностью выгружают. Влажность зерна и параметры агента сушки меняются в каждом сечении
сушильной камеры во времени. Они меняются и в направлении потока агента сушки.
Периодически действующие сушилки, как правило, используют для сушки небольших партий зерна однородного по качеству. Они применяются для сушки кукурузы в початках, а
также отдельных партий семенного зерна.
Достоинством сушилок периодического действия являются простота конструкции и возможность регулирования режима сушки путем подачи агента сушки с различными параметрами на разных этапах сушки. Эффективность сушки в них может быть повышена путем перемешивания зерна с помощью шнеков, расположенных в слое. Положительные результаты
достигаются также и при реверсировании продувания зернового слоя.
Недостаток сушилок периодического действия - это простои их во время загрузки и выгрузки зерна, а также непроизводительные потери тепла на прогрев сушилки после загрузки в нее
очередной партии зерна. Неэффективно используется и транспортное оборудование, простаивающее в течение всего процесса сушки.
По технологической схеме сушки различают прямоточные и рециркуляционные зерносушилки. В прямоточных сушилках зерно проходит через сушильную камеру один раз, т.е. по
схеме "идеального" вытеснения.
Рециркуляционные зерносушилки в отличие от прямоточных имеют устройства для возврата
части просушенного зерна, выпускаемого из сушилки, и смешивания его со свежим зерном,
поступающим на сушку. Они имеют также специальные емкости, называемые тепловлагообменниками, для отлежки смеси сырого и ре-циркулирующего зерна. Для рециркуляционных сушилок характерна многократная циркуляция зерна.
Прямоточные и рециркуляционные зерносушилки могут иметь устройства для предварительного нагрева зерна.
По состоянию зернового слоя различают сушилки с неподвижным, гравитационнодвижущимся, псевдоожиженным и взвешенным слоем. Все более широкое распространение
получают сушильные установки с комбинированной обработкой зерна в слое разной
структуры.
По КОНСТРУКЦИИ сушильной камеры (рис. 36) различают шахтные (а, б, в, г), барабанные (д), камерные (е, ж), пневмо-трубные (з), конвейерные (и) зерносушилки. Они могут со-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 159 из 198
стоять из одной или нескольких сушильных камер одинаковой конструкции, работающих
параллельно или последовательно. Имеются например, одно- и двухшахтные, одно- и двухбарабанные зерносушилки. Камерные сушилки включают иногда до десяти и более параллельно работающих сушильных камер.
Особую группу составляют комбинированные многокамерные установки (рис. 36 к, л, м),
состоящие из сушильных камер разной конструкции с разным состоянием зернового слоя.
Новые зерносушилки, работающие с предварительным нагревом и рециркуляцией зерна,
включают, например, камеру с падающим слоем зерна и шахты; камеру с псевдоожиженным
слоем и шахты и некоторые другие конструкции.
ШИРОКО распространенным типом зерносудшльной камеры, в том числе и в новых конструкциях сушилок, является шахта. представляющая собой вертикальную камеру прямоугольного сечения с поперечно продуваемым движущимся зерновым слоем. Толщина слоя обычно
составляет 100-250 мм и не превышает 500 мм. Стенки шахты делают либо сетчатыми или
жалюзийными, либо внутри шахты размещают систему каналов (коробов), через которые
подводят свежий и отводят отработавший агент сушки.
В нижней части шахты устанавливают выпускное устройство, с помощью которого создают
подпор зерна и регулируют время пребывания его в шахте.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 160 из 198
Рис. 36. Конструкции сушильных камер:
а-шахта с воздухораспределительными коробами;
б-шахта с жалюзийиыми стенками; в-шахта с сетчатыми
стенками; г-шахта с тормозящими элементами; д-барабан;
е-силос с сетчатым днищем; ж-камера с решетчатым днищем;
з-пневмотруба; и-конвейер сетчатый; к-пневмотруба
с шахтой; л-камера с падающим слоем зерна и шахта;
м-камера с псепдоожижепнмм слоем зерна и шахта
Для кратковременного нагрева зерна применяют камеры шахтного типа с падающим слоем.
Для механического торможения падающего слоя зерна внутри такой камеры размещают
многоярусную систему стержней или решеток, гирлянд свободно висящих шаров или конусов.
Многие зарубежные фирмы в последнее время отдают предпочтение конструкциям сушильных камер с перфорированными стенками, что объясняется стремлением упростить конструкцию сушилки, снизить ее металлоемкость.
В барабанных зерносушилках сушильная камера представляет собой полый вращающийся
цилиндр, внутри которого устанавливают насадку в виде лопастей, способствующих разрыхлению и пересыпанию зерна при его движении вдоль барабана. Обычно зерно и агент сушки
движутся внутри барабана прямотоком, но используют
и противоточные барабанные сушилки.
Камерная сушилка наиболее проста по устройству. Основной ее частью является прямоугольная или круглая камера с наклонным или горизонтальным сетчатым днищем. При горизонтальном днище разгрузка зерна осуществляется через центральное отверстие в днище
вначале самотеком, а затем с помощью поворачивающегося шнека-подборщика. При
наклонном днище камера разгружается самотеком.
Конвейерные сушилки представляют собой туннель, внутри которого на сетчатой ленте
перемещается высушиваемое зерно.
По конструктивному исполнению различают стационарные и передвижные зерносушилки.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 161 из 198
Стационарные сушилки встраивают в рабочие здания элеваторов или сушильноочистительные башни (СОБ); устанавливают в отдельных зданиях, привязанных транспортными коммуникациями к элеваторам; на открытых площадках рядом с силосным корпусом;
в торце силосного корпуса элеватора или в разрыве между рабочим зданием и силосным
корпусом, в зданиях зерноочистительно-сушильных комплексов колхозов и совхозов.
Стационарные сушилки изготавливают полностью из металла или строят из железобетона и
металла. Основные узлы сушилок производят в заводских условиях, а собирают на строительной площадке. Железобетонные сушилки служат десятки лет, срок службы металлических сушилок рассчитан на 7-8 лет.
Стационарные сушилки имеют, как правило, высокую производительность. Их используют в
механизированных технологических линиях приема и послеуборочной обработки зерна.
Передвижные сушилки ИСПОЛЬЗУЮТ для сушки небольших партий зерна. Все оборудование
сушилки, включая тепловентиляционное и транспортное, располагается на одной раме с колесным ходом.
Такие сушилки можно перевозить на буксире по территории
хлебоприемных предприятий, по шоссейным и грунтовым дорогам, а также по железной дороге на платформах. Производительность передвижных сушилок ограничена габаритными и
транспортными возможностями, обычно она не превышает 8-10 т/ч.
Приведенная классификация группирует зерносушилки не только по внешним признакам и
конструктивной сложности, но что очень важно, по характеру теплового воздействия на зерно и интенсивности протекающих в нем теплофизических, влагопереносных и биохимических процессов.
Вопрос о выборе той или иной конструкции зерносушилки, также как и технологии сушки,
должен решаться в каждом конкретном случае в зависимости от свойств зерна, его начальной влажности и целевого назначения.
Контрольные вопросы:
1. Какие виды зерносушилок вам известны.
2. Для чего осузествляется процесс зерносмушения.
3. При каких режимах сушится зерно пшеницы, ржи, ячменя и др. культур.
4. Расскажите принцип работы шахтной зерносушилки
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 12
Овощехранилища
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 162 из 198
1. Хранение картофеля и овощей в буртах и траншеях
Полевой способ хранения овощей и картофеля распространен в нашей стране и за рубежом. Утверждены международные стандарты на этот способ хранения: СТ ИСО 5525-80 «Картофель. Хранение на открытом воздухе ( в буртах) и СТ ИСО 6000-81 « капуста кочанная.
Хранение на открытом воздухе».
Буртами называют валообразные кучи овощей или картофеля, уложенные на грунт (на
поверхности земли или в неглубоком длинном котловане) и укрытые каким-либо термо- и
гидроизоляционными материалами.
Траншеи – канавы, вырытые в грунте, в которые засыпают овощи и картофель. Подобно
буртам траншеи также укрывают (рис.6.1 и 6.2).
В буртах и траншеях хранение достаточно герметичное (в так называемых глухих
траншеях и буртах) или с необходимым воздухообменом, в результате которого довольно
быстро регулируют температуру в продукте и аэрируют его. При хранении картофеля лучшие результаты получают, если содержание диоксида углерода в воздухе бурта или траншеи
составляет 2…3, кислорода 16-18%.
Рис. 1.1. Разрез бурта картофеля:
1 – окончательное укрытие землей; 2-ервое укрытие землей;
3- буртовой термометр; 4 -картофель; 5 солома; 6-приточный канал; 7-канавка для стока воды
Рис.1.2. Поперечный разрез траншеи:
1 – корнеплоды; 2 – буртовой термометр; 3 – земля; 4 – солома; 5 – первоначальное укрытие
землей.
В зависимости от вида закладываемых продуктов и географического положения хозяйства используют бурты и траншеи различных размеров.
На юге более стационарный режим хранения создают в траншеях. Таким способом там
хранят картофель, свеклу, капусту и др.
В Нечерноземной зоне больше распространено буртовое хранение картофеля, свеклы и
капусты и траншейное моркови, сельдерея, петрушки и репы. В районах с очень холодной
зимой применяют более глубокие траншеи и широкие бурты.
2 Вентиляция овощехранилищ
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 163 из 198
В соответствии с теплофизическими показателями картофеля и овощей и погодноклиматическими условиями применяют различные способы устройства вентиляции буртов и
траншей (рис.6.2)
Глухие бурты и траншеи. Применяют для хранения продукции, если условия выращивания в данном сезоне были благоприятными, механические и другие повреждения овощей минимальны, а погода при закладке сухая и прохладная. Здоровая и охлажденная продукция выделяет небольшое количество тепла и влаги, обладает довольно высокой устойчивостью к фитопатогенным микроорганизмам, и поэтому ее можно сразу укрыть на зиму.
Однако при сухой погоде ее можно сразу укрыть на зиму. Однако при сухой погоде не следует укрывать гребень толстым слоем земли (пока нет дождей и заморозков, его можно оставить под слоем соломы.)
Рис. 1.2 Схемы вентиляции буртов и траншей:
1 – «глухой» бурт; 2 – бурт с приточным каналом; 3 – бурт с приточным и вертикальным вытяжными каналами; 4 – бурт с горизонтальным гребневым вытяжным каналом; 5 – бурт на
приподнятом пастиле и траншея с охлаждаемым дном; 6 – бурт и траншея с воздушно: рубашкой (постоянным укрытием); 7 – насадка на вентиляционной трубе для улавливания ветра.
Глухое укрытие применяют чаще всего и при переслойке объектов хранения песком
или почвой. В этом случае тепло и влага рассеиваются в грунте, каждый экземпляр продукции изолирован друг от друга, поэтому при возникновении инфекция локализуется.
Бурты и траншеи с приточным каналом. Этот способ вентиляции используют для
более быстрого и гарантированного охлаждения овощей, заложенных на хранение при температуре значительно выше оптимальной. Приточный канал размещают вдоль основания
бурта, траншеи, по центральной оси. По торцам он сообщается с наружной атмосферой. Отсюда холодный воздух поступает в основание штабеля продукции и охлаждает ее. Приточный канал устраивают либо в виде канавки в земляном основании сечением 0,2 × 0,2 м, отделенной от вышележащего штабеля продукции деревянными решетками (картофель, корнеплоды), либо в виде арочного трехгранного деревянного канала со стороной 0,3 м.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 164 из 198
Бурты и траншеи с приточным и вертикальными вытяжными каналами.
Осенью во время закладки овощей на длительное хранение часто стоит дождливая погода. В таких случаях необходимо предусмотреть более производительную систему вентиляции для эффективного охлаждения продукции.
По типовым разработкам наряду с приточными каналами (их устройство изложено выше)
устраивают и вертикальные вытяжные каналы (трубы). Их делают в виде четырехгранных дощатых коробов сечением 0,2 × 0,2 м, устанавливаемых при закладке бурта (траншеи) на приточный канал. Часть короба, находящуюся в слое продукции, делают решетчатой (чтобы свободнее удалялся теплый и влажный воздух, выделяемый овощами), а часть, которая проходит
через укрытие и выходит наружу, – из сплошных досок. Над укрытием вертикальная труба
должна выступать примерно на 0,5 м. поверх нее устраивают козырек для предотвращения затекания дождевой воды и попадания снега.
Вытяжные трубы устанавливают примерно через каждые 3 м капуста) или 5м (картофель, корнеплоды) длины бурта (траншеи). В производстве иногда вместо вытяжных труб по
гребню бурта (траншеи) устанавливают плотные снопики (жгуты) соломы, по которым происходит воздухообмен
Вытяжные трубы имеют существенный недостаток – вблизи них продукция охлаждается
быстро, а вдали – медленно; кроме того, здесь появляется опасность увлажнения или промораживания укрытия, а следовательно, и порча хранящейся продукции.
Бурты с гребневым вытяжным каналом. Горизонтальный гребневой вытяжной канал
устраивают из двух досок шириной около 15-20 см. доски сбивают под углом 90°С и укладывают на гребень штабеля продукции так, чтобы концы такого своеобразного канала по торцам
сообщались с наружным воздухом.
Практикуют и такой способ: по гребню штабеля продукции укладывают гладко отесанное бревно диаметром 10-15 см, на него наносят укрытие. После того как вытащат бревно, в
соломенном слое укрытия остается канал, который и будет вытяжным.
Бурты на настилах и траншеи с охлаждаемым дном. При хранении капусты, отличающееся высоким тепло- и влаговыделением, а также моркови, уборка которой часто приходится на относительно теплую погоду, типовые системы вентиляции буртов и траншей
оказываются недостаточно эффективными. В этих случаях рекомендуется штабель продукции укладывать на приподнятый дощатый настил. В результате под основанием бурта или
траншеи образуется большая воздушная полость, через которую овощи будут охлаждаться
быстрее.
Бурты с воздушной рубашкой. Лучшие теплофизические условия складываются при
устройстве постоянного укрытия буртов и траншей. В этом случае между штабелем продукции и укрытием имеется воздушная прослойка, в которой компенсируются резкие перепады
параметров внешней среды.
В опытном порядке применяют ветровые насадки на вертикальные вытяжные трубы.
Насадки оборудуют флюгерами, чтобы они поворачивались своей горловиной к ветру.
Благодаря этому эффект вентилирования (и, следовательно, охлаждения) продукции в буртах
и траншеях возрастает много раз.
При использовании естественной вентиляции буртов и траншей для регулирования
условий хранения руководствуются в основном одним правилом: добиться быстрого охлаждения овощей и не допустить их подмораживания.
После установления в бурте (траншее) температуры, близкой к оптимальной для сохранения данного вида овощей, приточные трубы наглухо закрывают; вытяжные держат еще 1-3
дня открытыми, а с наступлением холодов и их надежно забивают теплоизолирующим материалом. В зимний период бурты почти на вентилируют. Необходимость в этом наступает
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 165 из 198
обычно во второй половине зимы после обильных снегопадов. Если температура в буртах и
траншеях начинает повышаться, днем на некоторое время (в соответствии с уровнем наружной температуры) приоткрывают вытяжные трубы, добиваясь снижения температуры хранящейся продукции.
Следует иметь в виду, что в приточный канал бурта может затекать дождевая вода
Поэтому приточному каналу придают некоторый уклон, углубленный конец соединяют
с водоотводной канавкой, которую размещают вокруг каждого бурта.
3 Крупногабаритные бурты
с активным вентилированием
В умеренной и теплой зонах нашей страны распространены крупногабаритные бурты вместимостью 600 т с двухканальной системой активного вентилирования (рис.6.1.4). При
устройстве такого бурта на площадке сооружают стенку 1 из деревянных стоек, досок и двух
рядов тюков прессованной соломы, между которыми прокладывают пленку. Затем монтируют
вентиляторы и устанавливают вентиляционные каналы 2 из дощатых щитов. По сторонам бурта пропахивают борозду. В нее наклонно ставят тюки соломы, затем укладывают еще два
слоя тюков с наклоном внутрь, застилая между ними полотнища пленки.
Картофель засыпают в бурт высотой 3 м, шириной 8...10, длиной 40...45 м с помощью
транспортеров-загрузчиков. Его укрывают слоем тюков 3 из прессованной соломы. На них
поперек бурта внахлест (1 м) настилают полотнища пленки 4 шириной 6 и длиной 14 м. В местах нахлеста между пленками закладывают непрессованную солому 5 слоем 0,2 м (для отвода воздуха при работе вентиляторов). На пленку помещают второй слой соломенных тюков 6,
щели между ними заделывают соломой. Через каждые 9 м вдоль бурта на 1/3 глубины насыпи устанавливают буртовые термометры.
Рис. 1.3 Схема крупногабаритного бурта с двухкамерной системой вентиляции вместимостью 600 т:
1 – передняя стенка; 2 – вентиляционные каналы; 3 – первый слой тюков соломы; 4 и 7 –
пленки; 5 – слой соломы; 6 – второй слой тюков соломы; 8 – отверстия для отвода воздуха; 9
– вентиляционная камера; 10 – циркуляционный канал.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 166 из 198
Для активного вентилирования крупногабаритных буртов используют как центробежные
вентиляторы Ц-4-70 № 10 (производительность 26 000м3/ч, давление 750 Па, или 75кгс/м2), Ц-4-70
№ 12,5 (40 000 м3/ч, 800 Па, или 80 кгс/м2), так и осевые вентиляторы 06-300 № 10 (30 000 м3/ч,
190 Па, или 19 кгс/м2), 06-300 № 12,5 (производительность 40 000 м3/ч, давление 200 Па, или 20
кгс/м2) и др.
Два продольных вентиляционных канала соединяют через вентиляционную камеру циркуляционным каналом. Вентиляционные камеры оборудованы клапанами, которые открывают при
вентиляции бурта атмосферным воздухом и полностью или частично закрывают при применении
внутреннего или смешанного воздуха.
Работу вентиляторов можно регулировать автоматически, что позволяет поддерживать
оптимальную температуру в насыпи.
Разработаны проекты буртовых площадок вместимостью (т): картофеля 800 и капусты
250 (типовой проект 79-2а).
1.4 Размещение овощей и плодов в хранилищах.
Способ размещения продукции в хранилищах и тип механизации погрузочноразгрузочных работ взаимно обусловлены. Выделяют следующие способы размещения продукции в хранилищах: в таре, в закромах, сплошная загрузка всего хранилища или его отдельных отсеков, на стеллажах.
В таре
Для перемещения контейнеров и поддонов с установленными ящиками чаще всего используют аккумуляторные электропогрузчики с вилочным захватом. Электропогрузчики маневренны и обеспечивают быструю загрузку хранилищ без использования ручного труда. Но
для заряда аккумуляторных батарей погрузчика необходима специальная зарядная станция,
оборудованная генераторами постоянного тока или выпрямителями. В колхозах и совхозах
более универсальными являются автопогрузчиками. Применяют и другие механизмы,
например подъемный кран на тракторе «Беларусь», автокраны, но они менее эффективны.
На крупных плодоовощных базах г. Москвы используют тельферы-подъемники на монорельсах в основном для подъема продукции с нижнего (подвального) этажа хранилищ на
верхний. Однако стационарные системы (как и при бестарном хранение) уступают маневренным самопередвигающимся механизмам, при помощи которых можно выполнять погрузочно-разгрузочные работы в любом месте хранилища.
В закромах.
Овощи в закрома загружают следующим образом: автомашины подают, как правило,
затаренную продукцию (в корзинах, мешках, ящиках) в проезд хранилища, т.е. непосредственно к месту складирования. Из автомашин продукцию переносят и пересыпают в закром.
При этом используют тележки, деревянные лотки-спуски, передвижные транспортеры. При
планировке хранилищ без автовъезда закрома загружают через люки в боковых стенах хранилища, оборудуемые лотками - спусками, по которым продукция спускается к месту складирования. Для гашения скорости паден6ия клубней и корнеплодов применяют брезентовые
щитки и рукав.
С увеличением высоты слоя продукции до 3-4 м и более и при активном вентилировании необходима более эффективная механизация при загрузке и выгрузке овощей. В нашей
стране для этого выпускают загрузчик ТЗК-30 (рис. 1.4.)
Основные его части (приемный бункер, подъемный транспортер и распределительный
транспортер – транспортер –стрела) могут менять положения как в горизонтальной, так и в
вертикальной плоскостях.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 167 из 198
Рис. 1.4 Технологическая схема залрузчика ТЗК-30:
1 – стрела; 2 – подъемный транспортер; 3 – бункер; 4 – приемный транспортер; 5 – ходовая
часть; 6 – рама; 7– гидропривод перевода в транспортное положение; 8– поворотная колонка;
9 – гидропривод подъема и опускания стрелы.
Загрузчик передвигается по проезду хранилища и загружает закрома по обе стороны от
него. Обслуживает его один человек
Картофель из автомашин-самосвалов ссыпается в приемный бункер загрузчика, дно которого представляет собой широкую транспортерную ленту. Отсюда клубни поступают на
подъемный транспортер, затем – на распределительный, а с него – в нужную по высоте и положению зону закрома.
Основные характеристики загрузчика ТЗК-30 следующие: длина 9,7 м; ширина 2,5 м;
высота (без стрелы) 3,4 м; емкость бункера 1,5 т; высота подъема стрелы до 5,6 м; поворот
стрелы 90ºв обе стороны; общая мощность электродвигателей 7кВт; производительность до
15 т/ч.
Сплошная загрузка всего хранилища или его отдельных отсеков. Этот способ размещения продукции получил распространение в последнее время в связи с внедрением метода
активного вентилирования.
Картофель, корнеплоды, лук, капусту при помощи погрузчика ТЗК -30 размещают по
всему хранилищу сплошным высоким слоем без разделения на закрома. Хранение сплошным
слоем наиболее экономично, так как полезный объем хранилищ может быть доведен до 7080%. Однако для поддержания дифференцированного режима хранения рекомендуется разделять хранилища на секции 100-300 т, обслуживаемые одним вентилятором. В хранилищах семенного картофеля устраивают изолированные закрома для хранения разных сортов емкостью
50-70 т.
Для выгрузки картофеля (и других овощей) с пола хранилища при беззакромном хранении используют специальную приставку к загрузчику ТЗК-30, при помощи которой можно
забирать продукцию из штабеля и подавать на сортировальную машину или в кузов автомашины. В приемной части приставки монтируют вибрирующую гребенку, подающую клубни
на транспортер.
На стеллажах. Стеллажи устраивают для рассредоточенного размещения капусты, лука и других овощей, чтобы в малых слоях обеспечить достаточный воздухообмен и охлаждение. Между стеллажами оставляют проходы 0,7-0,8 м. ширина полок стеллажей 1-2 м, в зависимости от видапродукции, расстояние между полками 0,8-1 м. в этих условиях применить
механизмы высокой производительности для загрузки и выгрузки продукции невозможно.
Стеллажное размещение рассчитано на ручной труд и применяется лишь в хранилищах
малой емкости и в хозяйствах, располагающих рабочей силой. Кроме того, при стеллажном
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 168 из 198
размещении полезный объем хранилищ составляет не более 25-30% поэтому этот метод размещения продукции изживает себя.
В перспективе, по-видимому, массовое хранение картофеля и овощей будут базироваться на бестарном размещении в хранилищах с активным вентилированием, сооружаемых
крупными комплексами в одном или нескольких специализированных хозяйствах.
5 Механизация погрузочно- разгрузочных работ
Автопогрузчики, электропогрузчики, электроштабелеры. Это самоходные подъемно-транспортные машины, предназначенные для погрузки, выгрузки и перемещения на небольшие расстояния различных грузов. Плоды, овощи картофель транспортируют в ящиках,
установленных на поддоны или в контейнерах. Погрузчик производит захват груза, подъем
на требуемую высоту, укладку в штабель и разгрузку его. Автопогрузчики применяют при
работе на открытом воздухе, электропогрузчики в основном при работе в хранилищах и холодильниках, а также на открытом воздухе. Проводить работы автопогрузчиком внутри помещения нельзя, особенно в холодильниках, так как выхлопные газы ядовиты для человека и
нарушают режим хранения плодов и овощей.
Электроштабелеры в отличии от электоропогрузчиков имеют дополнительный механизм продольного движения грузоподъемника, а некоторые и механизм поворота грузоподъемника вправо и влево на 90º.
Автопогрузчик состоит из грузоподъемного оборудования и пневмоколесной ходовой
части. В зависимости от расположения рабочего оборудования на ходовой части различают
погрузчики с фронтальным (передним) грузоподъемником для перевозки груза на вилочных
подхватах и с боковым – для погрузки на платформу и выгрузку с нее (рис.6.5.1)
Грузоподъемное оборудование имеет вилочный подхват. Подъем груза осуществляется
при помощи гидросистемы. Управление грузоподъемником производится при помощи пульта и руля, расположенным в кабине. Грузоподъемность автопогрузчиков в зависимости от
марки автотранспорта составляет 1000 кг, 2000 кг, 5000 кг. Высота подъема 2 м 80 и 3 м 30.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 169 из 198
Электропогрузчик работает от аккумуляторных батарей. На подъемной колонке крепится вилочный подъемник-захват, который работает от гидравлического механизма. Пульт
управления погрузчиком находится рядом с сидением водителя. Грузоподъемность электропогрузчика 750кг, высота подъема 2800 мм, радиус поворота 1550 мм.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 170 из 198
Рис. 1.5.2 Электропогрузчик 4004А
Контрольные вопросы:
1. Какие виды овощехранилищ вам известны.
2. Каким образом размещаются плоды и овощи.
3. Какие существуют средства подъемно-транспортные средства.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 13
ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЕ ПРОДУКТОВ РАСТЕИНЕВОДСТВА
Основными продуктами переработки зерна являются мука и крупа, к побочным продуктам
можно отнести отруби, различные мучки, лузгу и зародышевый продукт (зародыши). Продукцию комбикормовых предприятий (комбикорм, белково-витаминные добавки, премиксы)
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 171 из 198
также относят к продуктам переработки зерна несмотря на что в их состав входят разнообразные компоненты растительного, животного и минерального происхождения, а также различные продукты химической и микробиологической промышленности. Многообразие видов сырья комбикормового производства накладывает отпечаток и на особенности их хранения. Один и тот же вид сырья, полученный из разных почвенно-климатических зон или от
предприятий, использующих разные технологические схемы, может иметь специфические
особенности.
Следует отметить, что мука и крупа (отчасти и комбикорм), будучи выработанными из зерна,
существенно отличаются от него по своим физико-химическим свойствам. Так, сыпучесть
муки, отрубей и кормовых мучек меньше сыпучести зерновой массы. С увеличением влажности сыпучесть этих продуктов снижается, например, мука при влажности от 16% становится трудносыпучим продуктом.
Если продукты переработки, состоящие из тонкодисперсных частиц, однозначно имеют
сыпучесть меньше, чем у зерна, то сыпучесть различных видов крупы может быть меньше
или больше сыпучести зерновой массы культур, из которых они выработаны. Это обусловлено тем, что, если после удаления поверхностных анатомических частей (цветковых пленок
и т. п.) получают крупу с более гладкой поверхностью, чем у зерна, то в этом случае сыпучесть крупы увеличивается. И наоборот, если в процессе переработки поверхность крупы
становиться более шероховатая, чем у зерна, то сыпучесть ее меньше. Например, зерно риса
обладает меньшей сыпучестью, чем полученная из него крупа, а сыпучесть пшена, наоборот,
значительно меньше, чем зерна проса.
Мука и крупа обладают способностью к сорбции и десорбции водяных паров и различных газов, в результате чего продукты могут изменять свою влажность и приобретать посторонние запахи под воздействием воздуха окружающей среды.
Гигроскопичность крупы несколько отличается от зерна и зависит от особенностей
структуры поверхностных анатомических частей. Если крупа получена из зерна, имеющего
цветковые пленки и плодовые оболочки с пористой структурой (ячмень, пшеница), то, как
правило, гигроскопичность крупы меньше, чем зерна данной культуры. И наоборот, если
структура цветочных пленок очень плотная, например, у проса цветочные пленки с внешней
стороны практически не имеют пор, то крупа будет иметь несколько большую равновесную
влажность. Для большинства видов круп показатель гигроскопичности находится на уровне
зерновой массы данной культуры или несколько меньше.
Высокой гигроскопичностью обладают и ряд компонентов комбикормов.
Процессы, происходящие в муке и крупе при хранении. Продукты переработки зерна
значительно отличаются по своим свойствам от зерна. Прежде всего это выражается в отсутствии биологической координации процессов которые происходят в зерне, как в целостном
живом организме. В большей степени это касается муки. В продуктах переработки отсутствуют прочные покровные ткани, как в зерне, они ничем не защищены от воздействия различных факторов внешней среды (влага, кислород, микроорганизмы и т. п.). Тем не менее
частицы живой ткани муки или крупы не утрачивают способности к биохимическим процессам, приводящим к определенным изменениям. Даже в муке, в ее живых клетках, сохраняется способность к газообмену, хотя и затухающему постепенно. В результате этого мука
поглощает кислород и выделяет диоксид углерода. При этом, чем больше в муке содержится
частиц периферийных тканей зерна (оболочки, ткани зародыша), тем более интенсивно протекает газообмен. • Свободный доступ водяных паров и особенно кислорода воздуха определяет возможность возникновения в продуктах переработки зерна ряда гидролитических и
окислительных процессов. В результате оказывается существенное воздействие на различные биохимические вещества, в том числе на белки и особенно на липиды. Наиболее интенсивно эти процессы протекают при повышенной влажности и температуре.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 172 из 198
В свежевыработанной муке все происходящие в ней биохимические процессы, в зависимости от влияния на ее технологические достоинства, принято делить на положительные и отрицательные. К положительным процессам относят процессы, способствующие улучшению
качества муки, и прежде всего ее хлебопекарные свойства (наиболее важный из них — это
созревание муки). К отрицательным процессам относят перезревание, прогоркание, заплесневение, самосогревание, слеживание муки, развитие насекомых и клещей. Эти процессы
приводят к потерям массы сухих веществ муки и в целом к снижению ее качества.
Известно, что хлеб, выпеченный из только что выработанной муки, имеет низкие показатели
качества, особенно при переработке свежеубранного зерна. Тесто из такой муки липковатое,
мажущее, быстро разжижается, а хлеб получается с пониженным объемом, мелкими трещинами в корке; подовый хлеб расплывчатый. Это характерно даже если мука выработана из
зерна высокого качества.
Только по прошествии определенного времени происходит более или менее заметное улучшение качества муки. Продолжительность процесса созревания муки зависит от условий ее
хранения и от исходных свойств зерна. Увеличение продолжительности процесса может
привести к необратимому ухудшению хлебопекарных свойств муки, к так называемому перезреванию.
В результате созревания пшеничная мука становится более сильной, увеличивается объем
хлеба, улучшается структура мякиша, его пористость, расплываемость подового хлеба снижается. В наибольшей степени положительные изменения наблюдаются в слабой муке, в ней
происходят наиболее грубые изменения. Сильная мука в результате созревания становится
еще более сильной, а мука средней силы претерпевает изменения в наименьшей степени.
Внешним признаком созревания муки является ее побеление, это обусловлено снижением
содержания каротиноидных пигментов в результате их окисления кислородом воздуха. При
отсутствии доступа кислорода или в безвоздушном пространстве побеление муки не происходит. Увеличение доступа воздуха ускоряет процесс побеления муки, что наблюдается при
перемещении ее пневмотранспортом или аэрации.
Свободный доступ кислорода вызывает окисление не Только пигментов, но и липидов, а
также обеспечивает Дыхание частиц муки и находящихся в ней микроорганизмов. Если дыхание частиц муки наблюдается на начальном этапе хранения за счет частиц, в клетках КОТОРЫХ еще сохранились физиологические функции, то окисление липидов имеет более длительный период. Дыхание частиц муки и микроорганизмов может вести к нежелательным
последствиям, поскольку в процессе дыхания выделяется тепло и влага, аккумуляция которых вызывает самосогревание и слеживание муки.
Под воздействием внешних факторов (температура влага, доступ кислорода, микрофлора), а
также ферментов в липидном комплексе муки происходят биохимические процессы, которые
могут привести к снижению ее качества и пищевой ценности. Эти изменения влияют на хлебопекарные свойства в большей степени, чем изменения в белках или крахмале.
Наиболее резко выраженным изменением в липидном комплексе является повышение кислотного числа жира. При этом решающее влияние на процесс гидролиза жира оказывает относительная влажность воздуха окружающей среды. Стабилизация кислотного числа жира в
муке наблюдается при хранении ее в условиях с относительной влажностью воздуха менее
70%.
Повышение кислотного числа жира происходит и в бескислородной среде, т. е. для процесса
гидролитического распада жира муки наличие кислорода не является необходимым. Гидролиз жира значительно тормозит понижение температуры хранения до 0°С и ниже, однако не
приостанавливает его полностью. По данным Е. В. Соседова и других при хранении муки с
влажностью 13% при температуре -10°С ее кислотное число жира начинает повышаться че-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 173 из 198
рез 6 месяцев хранения, а в той же муке с влажностью 16% заметный гидролиз жира наблюдается уже через 4 месяца.
За рубежом исследовано влияние псевдоожижения муки на ее созревание. В свежесмолотой
муке отмечалось увеличение активности липаз и содержания свободных жирных кислот при
увеличении объема воздуха, расходуемого для ее псевдоожижения, до 12 м3. Дальнейшее
увеличение объема воздуха существенно не сказывается на этих показателях .
Изменения, происходящие в муке в результате активной аэрации, оказывают влияние на показатели качества хлеба. Так, с увеличением подачи воздуха экстенсограмма возрастает постепенно, а объемный выход хлеба сначала резко возрастает, но дальнейшее псевдоожижение не оказывает заметного влияния на объемный выход хлеба.
Влажность муки и температурные условия ее хранения оказывают влияние на показатели ее кислотности — чем выше эти показатели, тем больше и быстрее возрастает кислотность. Особенно интенсивное увеличение кислотности наблюдается в течение первых 15...20
суток после размола зерна. При этом, как отмечают Е. Д. Казаков и В. Л. Кретович, изменение кислотности в период созревания не влияет на хлебопекарные достоинства муки. Основной причиной повышения силы пшеничной муки в период созревания является укрепление клейковины. Это происходит под воздействием окислительных процессов в белковопротеиназном комплексе.
Важную роль в повышении силы пшеничной муки при созревании играет гидролиз жиров, а
именно — образующиеся при этом ненасыщенные жирные кислоты. Они способствуют изменению физических свойств клейковины, укрепляя ее и тесто.
Е. Д. Казаков и В. Л. Кретович объясняют механизм воздействия на клейковину следующим
образом. Фермент липоксигеназа окисляет ненасыщенные жирные кислоты, превращая их в
перекиси и гидроперекиси, которые обладают высокой окислительной активностью, а они, в
свою очередь, оказывают окислительное воздействие на белково-протеиназный комплекс
муки.
Укрепление слабой клейковины при хранении обусловливает улучшение качества муки. Однако длительное хранение муки с крепкой клейковиной или хранение При повышенной температуре приводит к ухудшению ее Качества — перезреванию. Это выражается в чрезмерном Укреплении клейковины, тесто при замесе становится Малорастяжимым, крепким, хлеб
из теста получается низкого качества. В целом процесс перезревания муки выражается таки
ми нежелательными явлениями, как прогоркание муки плесневение, уплотнение и слеживание. Развитие гидролитических и окислительных процессов в липидах хранящейся муки
приводит к накоплению веществ, имеющих горький вкус и запах испорченного масла. Подобные изменения качества муки при хранении называются прогор-канием. Интенсивность
прогоркания муки зависит от ряда факторов: исходных свойств муки, ее сорта, доступа воздуха, температуры хранения, влажности и доступа света.
Отмечено, что наиболее интенсивно прогоркает мука выработанная из дефектного зерна, мука из нормального зерна достаточно устойчива.
Ускорение процесса прогоркания вызывает увеличение температуры воздуха до 30...35°С и
свободный доступ воздуха. Хранение в среде инертных газов, в вакууме и при пониженных
температурах способствует замедлению процесса прогоркания.
Прогоркание, как отмечалось, вызывается накоплением продуктов распада липидов.
Однако несмотря на то, что в муке высоких сортов содержание липидов меньше (1,08%) чем
в обойной муке (2,15% ), она прогоркает быстрее, чем обойная. Обусловлено это тем, что в
обойной муке, полученной измельчением практически всего зерна, имеются частицы зародыша, содержащие природные антиокислители (витамин Е). Например, в пшеничной муке
высшего сорта витамина Е содержится 2,57 мг на 100 г, а в обойной — 5,50 мг. Именно эти
антиокислители замедляют расщепление липидов и как следствие ослабляют прогоркание
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 174 из 198
муки. Различное содержание жира зависит не только от сорта муки и исходного количества
его в зерне, но и от потока муки. Так, минимальное количество жира содержится в муке, полученной с систем первого качества в драном, шлифовочном и размольном процессах, максимальное — в муке вымольных систем, шлифовочных систем второго качества, где обрабатываются обо-лочечные продукты.
Отмечено, что при всех прочих равных условиях хранения интенсивность прогоркания наблюдается больше в сухой муке, а в муке с высокой влажностью (15—16%) происходит замедление прогоркания. Объясняют это тем, что влага защищает частицы муки от доступа кислорода.
До в то же время с повышением влажности муки создаются условия для развития в ней микроорганизмов, что, в свою очередь, ухудшает качество муки.
Активизация жизнедеятельности микроорганизмов в муке может привести к ее плесневению, прокисанию или самосогреванию,
Плесневение муки наблюдается при чрезмерном ее увлажнении, происходящем в результате резкого перепада температур в массе муки и окружающей среды (в том числе и
элементов строительных конструкций, с которыми контактирует мука) или иных случаев попадания капельно-жидкой влаги в муку. В местах попадания влаги и увлажнения муки интенсивно развиваются плесени. Мицелий плесеней достаточно быстро распространяется, вызывая появление затхлого запаха и потемнение муки.
Кроме ухудшения органолептических показателей, в муке происходят при этом и биохимические изменения, приводящие к уменьшению содержания белков, укреплению клейковины
и увеличению количества водорастворимых веществ. Результатом жизнедеятельности плесеней может являться также образование и накопление микотоксинов.
Другие микроорганизмы — бактерии — в результате своей жизнедеятельности вызывают разложение крахмала до Сахаров и превращение последних в различные органические
кислоты. Вследствие этого в муке появляется специфический кислый запах и вкус. Все это
увеличивает количество кислореагирующих веществ и, соответственно, повышается показатель титруемой кислотности.
При хранении муки с повышенной влажностью (15,5... 16,0%) возможно возникновение процесса самосогревания. Непосредственно вызывают процесс самосогревания жизнедеятельность микробов, клещей, насекомых, а также газообменные реакции частиц муки.
К нежелательным явлениям при хранении муки относят ее уплотнение и слеживание.
Уплотнение муки — это естественный процесс, происходящий под действием собственной
массы. При длительном хранении чрезмерное Уплотнение массы муки приводит к слеживанию, что влечет за собой потерю сыпучести продукта, образованию больших комьев и глыб.
Эти процессы ухудшают только физические свойства массы муки, затрудняющие ее выпуск
из бункеров, транспортировку и т. п. Разрыхление муки тре бует дополнительных энергетических затрат.
На интенсивность уплотнения и слеживания влияет влажность и сортность муки. Чем
больше влажность муки тем больше уплотнение и слеживание, и чем выше сорт (т. е. чем
мельче частицы муки), тем быстрее протекают эти процессы.
Поведение крупы при хранении имеет некоторые отличительные особенности по
сравнению с мукой. Так, например, самые существенные изменения, происходящие в липидном комплексе, по разному сказываются на качестве хранящейся продукции. Если при хранении пшеничной муки изменения, происходящие в липидах, могут оказывать положительное влияние на хлебопекарные свойства, то в процессе хранения круп окисление липидов
приводит к ухудшению потребительских свойств продукции. Кроме того, крупы содержат
липиды в большем количестве, чем мука. Поэтому процессы окисления липидов, приводящие к порче крупы, протекают более интенсивно по сравнению с мукой. Степень интенсив-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 175 из 198
ности окислительных процессов влияет на период сохранения качества круп. Свежевыработанная крупа определенное время сохраняет стабильное качество, а затем качество ее начинает ухудшаться. Скорость ухудшения качества зависит от условий хранения и вида крупы.
Поэтому при хранении крупы не наблюдается первоначального улучшения качества, как это
имеет место при созревании пшеничной муки.
Технологиями получения подавляющего большинства круп предусмотрено удаление
оболочек (цветковых пленок — ячмень, просо, рис и плодовых оболочек — гречиха, кукуруза, пшеница), которые выполняют защитные функции и предохраняют зерно от быстрого
проникновения влаги в эндосперм и воздействия микроорганизмов. Этот факт является одной из причин того, что зерно хранится дольше, чем выработанная из него крупа.
После процесса шелушения крупу шлифуют, удаляя при этом плодовые и в различной степени семенные оболочки. Ряд круп подвергают полированию. При этом может частично удаляться наружный слой эндосперма —-алейроновый слой. При хранении круп немаловажное
значение имеет консистенция эндосперма. Крупа из зерна с мучнистым эндоспермом, отличающаяся большой пористостью, более интенсивно поглощает влагу, что сказывается на
биохимических процессах.
При получении большинства круп из зерна удаляют зародыш. И хотя зародыш имеет
высокую пищевую ценность (он богат белками, сахарами, липидами, витаминами, минеральными веществами), удаление его обусловлено тем, что крупы, содержащие зародыш, как
правило, менее устойчивы при хранении. Вместе с тем зародыш содержит значительное количество витамина Е, что способствует устойчивости липидов к окислению (И. П. Салун и
др.). На устойчивость круп при хранении оказывает влияние и морфолого-анатомическое
строение зерна. Например, благодаря тому, что зародыш гречихи находится внутри эндосперма и липиды ее более устойчивы при хранении, чем липиды других круп, наличие зародыша не приводит к быстрой порче ядрицы.
В крупе содержатся различные ферменты, активность которых также определяет процессы, происходящие в ней при хранении. Глубина и активность ферментативных процессов
зависят от степени зрелости зерна, из которого получена крупа, от условий хранения зерна
до переработки, от технологии получения крупы и условий хранения последней. Кроме процессов, вызванных наличием ферментов, крупа может изменяться под воздействием микроорганизмов и их ферментов.
При хранении круп наиболее характерен интенсивный гидролиз жиров и окислительные процессы в липидной фракции. В результате этого накапливаются разнообразные продукты окисления липидов, в том числе и токсичные. Продукты окисления липидов взаимодействуют с другими биохимическими веществами крупы, образуют различные комплексные соединения, снижающие биологическую и пищевую ценность не только липидов, но
также белков, углеводов и других ценных веществ. Образование нежелательных веществ выражается в прогоркании крупы и приводит к резкому снижению стойкости при последующем
хранении. Наиболее легко подвергается порче при хранении крупа из проса и овса.
Просо и продукты его переработки проявляют повышенную склонность к прогорканию. Исследованиями Н. Н. Бусаревой и М. П. Попова было установлено, что прогоркание
проса и продуктов его переработки, главным образом, обусловлено присутствием в липидах
этой культуры значительных количеств низкомолекулярных жирных кислот и носит гидролитический характер. И. П. Салун и С. А. Калугина отмечают, что в пшене, хранившемся при
разных режимах, снижается количество триглицеридов, фосфолипидов и нарастает общее
количество свободных жирных кислот, особенно в условиях повышенной температуры и повышенной относительной влажности воздуха.
При хранении овсяной крупы наблюдаются также весьма существенные изменения в
липидном комплексе. По данным Я. И. Денисенко и др., содержание жира в овсяной крупе
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 176 из 198
при хранении уменьшается, что связано с повышенным ферментативным гидролизом в результате ] та активности липазы и развитием микрофлоры. Повышение активности липазы
при хранении овсяной крупы объясняют главным образом возрастающей податливости триглицеридов действию ферментов. Существенную рол при этом играет и обнаженность тканей,
содержащих боле высокую концентрацию жира, что делает их более доступными к воздействию кислорода воздуха. При этом возрастает роль липоксигеназы, которая катализирует
окислен* кислородом воздуха ненасыщенных высокомолекулярны» жирных кислот и образуемых с их участием сложных эфиров. В результате действия липоксигеназы ненасыщенные жирные кислоты образуют перекиси и гидроперекиси, которые являются очень активными окислителями, усиливающими действие липазы. Эти процессы разрушающе воздействуют на токоферолы, что ведет к созданию условий, ускоряющих окислительные процессы
в жире.
В эндосперме проса и кукурузы содержится некоторое количество пигментов, крупа из этих
культур имеет желтую окраску. Пигменты также неустойчивы при хранении. Поэтому
окраска этих круп, особенно пшена, является хорошим органолептическим показателем ее
качества. При хранении пшена каротиноиды окисляются, и крупа по окраске становится серовато-белой.
В процессе хранения крупы увеличивается ее кислотность (рис. 43). Это прежде всего связано с активностью ферментов гидролитического характера, расщепляющих жиры и белковые
вещества. Под действием фитазы и фосфотазы высвобождается из органических соединений
фосфорная кислота, под действием липазы происходит увеличение жирных кислот. Кроме
того, различные кислоты могут накапливаться в результате жизнедеятельности микроорганизмов.
При хранении меньше изменяется кислотность у кукурузной и перловой круп. Наиболее интенсивно нарастает кислотность рисовой крупы. Увеличивается кислотность и при хранении
пшена и овсяной крупы.
Применение гидротермической обработки зерна при производстве круп сказывается и на их
хранении. В настоящее время различные способы и режимы гидротермической обработки
применяют при хранении круп из гречихи, овса, гороха, пшеницы и кукурузы. Изменение
структуры зерна, вызванное набуханием клеточных стенок, частичной денатурацией белка и
клейстеризацией крахмала, инактивацией ферментов и особенно липазы, уменьшение воздушных пустот — все это в комплексе оказывает положительное влияние на устойчивость
круп в хранении.
Крупа обладает также гигроскопическими свойствами, на которые влияют состояние коллоидов крупы, относительная влажность воздуха, температура хранения, а также размеры частиц самой крупы.
Изменение влажности крупы оказывает влияние на все ранее перечисленные процессы. Повышение влажности вызывает активизацию ферментной системы, жизнедеятельности микроорганизмов, ускорение окислительных процессов, что в целом приводит к быстрой порче
крупы. При одинаковой относительной влажности воздуха равновесная влажность различных круп неодинакова (табл. 54).
По сведениям И. П. Салун и др., после года хранения влажность круп понижается неодинаково: рисовой — на 1,9%, пшена— на 1,3%, кукурузной крупы на— 0,6%, овсяной — на
0,4%. Это свидетельствует, как отмечают авторы, о разной гидрофильности белков перечисленных круп.
По данным Е. Д. Казакова и В. Л. Кретовича, повышение температуры в процессе хранения
вызывает в пропаренной крупе более ускоренное нарастание кислотного числа жира по
сравнению с непропаренной крупой. Крупа из пропаренного зерна более подвержена воздействию плесеней, чем из непропаренного зерна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 177 из 198
Поэтому рациональные режимы хранения крупы предусматривают, прежде всего, ее низкую
влажность (10...12%).
Сроки хранения муки и крупы зависят от свойств сырья, режимов его переработки и условий
хранения. Как правило, муку и крупу упаковывают и хранят в мешках массой до 70 кг, для
торговой сети — в однослойных бумажных пакетах массой от 0,3 до 1,0 кг для крупы и от 1
до 3 кг для муки. Крупы хранят в чистых сухих помещениях при температуре 5...13°С, но не
выше 18°С и при относительной влажности 60...70%, муку при температуре не выше 15°С и
относительной влажности воздуха 60...75%. На базах и складах предельный срок хранения
муки не установлен. Гарантийные сроки хранения крупы также не установлены, но при правильном хранении ее можно хранить более года, а хлопья «Геркулес» — 4 месяца. И. П. Салун и другие на основании результатов экспериментального хранения некоторых видов круп
при температуре 15...18°С и относительной влажности воздуха 60...70% предлагает ориентировочные сроки их хранения, считая со дня выработки (табл. 55). Указанные сроки хранения
могут изменяться в зависимости от исходных качеств крупы и условий хранения.
Комбикормовое производство отличается от других производств, связанных с переработкой
зерна. При производстве комбикормов, белково-витаминных добавок
Вид
крупяной Продолжительность хра- Вид
крупяной Продолжительность храпродукции
нения, мес.
продукции
нения, мес.
Овсяная крупа
5.. .6
Ячневая крупа
12.. .13
Овсяные хлопья 4.. .5
Перловая крупа 18.. 19
Пшено
7.. .8
Манная крупа
Ядрица
9.. .10
Крупа
ская
8.. .10
Полтав- 13.. .15
Кукурузная кру- 8.. .9
па
и премиксов возможно использование сырья более ста наименований. Причем в сырьевую
базу входит не только сырье растительного происхождения, но и сырье животного происхождения, различные побочные продукты, продукты химического и органического синтеза и
т. п.
Поэтому при хранении сырья нельзя допускать смешивания различных его видов, попадания
в него влаги (особенно в зародышевые продукты, кормовые мучки, сырье животного происхождения). Нестойкое при хранении сырье используют для производства комбикормов в
первую очередь.
Для предотвращения слеживания и самосогревания сырье перемещают из силоса в силос с
помощью транспортных механизмов. Особого подхода требуют при хранении жмыхи и шроты. При хранении в силосах высота насыпи не должна превышать 18 м, силосы обязательно
оборудуются системой термометрии. При закладке на хранение температура шрота не должна превышать 35°С. В летний период температура жмыхов не должна превышать температуру воздуха более чем на 5°С.
Особые условия предъявляются при хранении травяной муки. Склады для хранения травяной
муки должны быть затемненными, с плотно закрывающимися дверями, поскольку при хранении на свету, при повышенной температуре и влажности в ней ускоряется процесс сниже-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 178 из 198
ния содержания каротина. Для лучшего сохранения каротина травяную муку гранулируют и
в таком виде хранят. Кроме того, для стабилизации каротина в травяной муке при хранении
применяют различные антиокислители, искусственное охлаждение, хранение в среде инертных газов. Хранение травяной муки в среде инертных газов или в так называемой регулируемой газовой среде, содержащей не более 1% кислорода, обеспечивает почти полную сохраняемость каротина. Однако для этого необходимо использовать герметичные металлические
силосы или специальные элеваторы, которые оборудуют генераторами нейтральных сред.
При хранении сырья животного происхождения, таких как рыбная, мясокостная мука и т. п.,
необходимо учитывать, что в них могут активно происходить процессы окисления жиров.
Такие виды сырья, как правило, хранят в мешках в чистых, сухих, закрытых и прохладных
складах.
Для улучшения сохранности качества некоторые виды комбикормового сырья подвергают
различным способам термической обработки. Эффективным средством снижения обсемененности микроорганизмами подсолнечного шрота и повышение в значительной степени
устойчивости при хранении является его влаготепловая обработка. Для стабилизации качества просяной мучки можно использовать обработку ее острым паром при температуре
190°С в течение 10 мин, что позволяет сохранять качество до 2 месяцев.
Улучшение санитарного состояния сырья и комбикормов возможно с помощью электромагнитного поля СВЧ. При этом снижается общая бактериальная и грибная обсемененность,
инактивируется жизнедеятельность кишечной палочки, наступает детоксикация комбикорма,
кроме того, увеличивается и питательная ценность кормов.
Зерновое и гранулированное сырье комбикормового производства размещают преимущественно в силосах. Сырье, обладающее плохой сыпучестью, размещают в складах напольного типа или в силосах, оборудованных специальными устройствами для выпуска. Сырье животного происхождения, сухие кормовые дрожжи, травяную и хвойную муку и некоторые другие виды сырья хранят в таре до подачи его в производство. Мел, соль, и другое
сырье минерального происхождения хранят в крытых складах изолированно от других видов
сырья. Жидкие виды сырья хранят в бочках.
Продукцию комбикормового производства — рассыпные и гранулированные комбикорма,
БВД — хранят в складах силосного типа, а при их отсутствии — в складах напольного типа
насыпью или в таре. При этом должно быть обеспечено раздельное хранение каждого вида
комбикормов по рецептам без смешивания и самосортирования.
Запрещается хранить комбикорма в одном складе с сырьем и отходами. Обогащенные комбикорма можно хранить в складах напольного типа без ухудшения их качества в течение 2
месяцев, если температура воздуха не превышает 25°С, а относительная влажность воздуха
— 70%. При превышении этих значений параметров воздуха допускается хранение комбикормов до 1 месяца, при этом комбикорма перед отгрузкой должны быть проверены на токсичность.
Комбикорма в складах силосного типа можно хранить не более 20 суток, а при периодическом перемещении их из одного силоса в другой срок хранения можно увеличивать до 40 суток.
ЛЕКЦИЯ № 14
Изменения показателей качества сельскохозяйственных культур в результате их
обработки и хранения. Методы оценки качества продукции растениеводства
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 179 из 198
Зерно, поступающее на хлебоприемные и зерно-перерабатывающие предприятия, находящееся в складах, элеваторах и в других местах хранения, характеризуется определенными показателями качества.
В группу общих показателей качества зерна входят цвет, запах, вкус, зараженность вредителями хлебных запасов, влажность и засоренность. Эти показатели определяют при оценке
качества любого зерна, предназначенного для того или иного целевого назначения.
В группу обязательных показателей качества зерна входят такие показатели, которые присущи только отдельным культурам или партиям зерна, используемым по определенному целевому назначению. К обязательным показателям относят: стекловидность, количество и качество сырой клейковины пшеницы, объемную массу (пшеницы , ржи, ячменя и овса), содержание мелкого зерна, крупность зерна, пленчатость и процентное содержание ядра в
крупяных культурах.
В группу дополнительных показателей качества входят показатели химического состава зерна, содержание микроорганизмов, активность ферментов и т. п. Государственным стандартом предусмотрено, что исходной единицей при определении качества зерна является партия. Партия представляет собой любое количество зерна, однородного по качеству (по органолептической оценке), предназначенного к одновременному приему, сдаче, отгрузке или
хранящегося в одном силосе, закроме, складе.
Качество каждой партии зерна устанавливают на основе результатов лабораторного анализа
среднего образца, составленного из выемок, отобранных от партии.
Выемка - небольшое количество зерна, отобранного от партии за один прием для составления исходного образца. Отбор выемок для составления средних образцов - очень важный и
ответственный этап при определении качества зерна. От того, насколько правильно отобраны выемки и составлен средний образец, зависит точность определения качества партии зерна.
Совокупность всех выемок, отобранных от партии зерна, составляет исходный образец.
Часть исходного образца, выделенная для лабораторного исследования, называется средним
образцом. Если партия зерна небольшая, то исходный образец (массой до 2 кг) одновременно
является и средним.
Для определения отдельных показателей качества зерна (объемной массы, влажности, засоренности и т. д.) из среднего образца выделяют небольшую часть, которая называется навеской. Величина (масса) навески зависит от вида анализа и рода зерна.
Прежде чем отобрать средний образец, необходимо на основании органолептических определений установить однородность партии, т. е. однообразие ее по внешним признакам.
При изъятии выемок и в процессе составления исходного и среднего образцов для анализа
необходимо строго соблюдать указания стандартов и все те мероприятия, которые обеспечивают полную неизменяемость образцов зерна от внешних воздействий: подсыхания и увлажнения, приобретения посторонних запахов и т. д.
ХАРАКТЕРИСТИКА И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОТДЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР
ПШЕНИЦА
пшеница - важнейшая продовольственная культура. В мировом производстве зерна и в Советском Союзе она занимает первое место. На долю пшеницы приходится свыше 50% сбора
и около 70% всех закупок зерна в стране. Пшеницу относят к семейству злаковых роду
Triticum. Плод - зерновка, которая состоит из зародыша, эндосперма, семенной и плодовой
оболочек. Распространены два вида: пшеница мягкая (vulgare) и пшеница твердая (durum),
причем на долю мягкой пшеницы приходится более 90% посевов и сборов. Виды различаются между собой строением колоса и зерна. Зерно мягкой и твердой пшеницы распознается по
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 180 из 198
признакам: форме, величине, цвету, структуре эндосперма, форме зародыша, опушенности
бородки на верхней части зерна, противоположной зародышу (рис. 1).
В таблице 9 приведены признаки зерна мягкой и твердой пшеницы.
Рис. 1. Зерно пшеницы: а - мягкой; б - твердой.
Таблица 1
Пшеница
Признаки
мягкая
твердая
Яйцевидное или овальное, в поперечПродолговатое, удлиненное, более
Форма зерна
ном разрезе округлое с наибольшей
ребристое, в поперечном разрезе угВеличина зерна шириной в первой трети зерна (ближе
ловатое, с наибольшей шириной в
Цвет зерна
к зародышу)
середине зерна
Консистенция Средней крупности, может быть мелЧаще крупное
зерна
кое или крупное
Янтарно-желтый, реже красный
Форма зароБелый или красный разных оттенков
Стекловидная, редко полустеклодыша
Чаще полустекловидная, мучнистая,
видная
Опушен-ность редко полностью стекловидная
Продолговатый, выпуклый
бородки
Округлый, более или менее вогнутый
Отсутствует или едва заметна
Обычно ясно выражена
Из указанных признаков наиболее устойчивыми следует считать опушение и форму зерна.
Такие признаки, как консистенция или стекловидность зерна и его крупность, значительно
варьируют в зависимости от сорта и условий возделывания пшеницы. Так, в районах с засушливым климатом зерно пшеницы обычно стекловидное, а во влажных зонах мучнистое.
В зависимости от периода возделывания мягкая и твердая пшеница бывает яровой и озимой.
Яровая мягкая пшеница занимает 2/3 общей площади посева этой культуры и распространена
в центральных областях России, Поволжье, Северном Кавказе, в степных районах Урала, в
Западной и Восточной Сибири, на севере и на востоке Украины и в Казахской ССР (в Целиноградской, Куста-найской, Кокчетавской и в других областях).
Озимая мягкая пшеница дает устойчивые урожаи только в южных районах и в районах с
умеренными морозами и хорошим снежным покровом. Основные районы производства озимой пшеницы: Северный Кавказ, Украинская ССР, Молдавская ССР, центральночерноземные области РСФСР и южные области Казахской ССР.
Советскими селекционерами выведены зимостойкие сорта озимой пшеницы, и посевы ее
значительно возросли. Озимая пшеница по сравнению с яровой более урожайна, и, кроме того, многие распространенные сорта озимой пшеницы дают зерно хорошего качества.
По цвету зерна мягкая пшеница бывает краснозерная и белозерная. Краснозерные сорта
пшеницы имеют цвет от темно-красного до желтого. Более темные оттенки цвета обычно
обусловлены наличием в зерне стекловидного эндосперма. У белозерных сортов пшеницы
пигмент в оболочках отсутствует, а некоторая разница в их окраске связана с консистенцией
эндосперма. Цвет зерна пшеницы - один из показателей, положенных в основу деления пшеницы на типы.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 181 из 198
В зависимости от периода возделывания (яровая, озимая), ботанического вида (мягкая, твердая) и цвета зерна (краснозерная, белозерная) стандартом установлено деление пшеницы на
следующие типы:
Iяровая
краснозерная
II яровая
дурум
III яровая
белозернаяI
IV озимая
краснозерная
V - озимая белозерная
Озимая пшеница V типа имеет ограниченный ареал распространения.
Твердая пшеница почти исключительно яровая и сконцентрирована на юго-востоке РСФСР,
в степных районах Западной Сибири и в Казахской ССР.
В настоящее время успешно внедряется и озимая твердая пшеница в Азербайджанской ССР,
Грузинской ССР, Таджикской ССР и в Дагестанской АССР. Высевают ее и в более северных
районах.
Выведены новые сорта: Мичуринка (районирована в Одесской области), Новомичуринка (в
Николаевской, Одесской и Херсонской областях). Сорта Аранданы, Джа-фари и другие районированы в Азербайджанской ССР.
Мягкая пшеница краснозерная (I и IV типов) и белозерная (III и V типов) служит основным
сырьем для производства хлебопекарной муки и кондитерских изделий. Из стекловидных
сортов пшеницы получают наиболее ценную крупитчатую муку. Кроме того, при помоле высокостекловидной мягкой пшеницы отбирают манную крупу. Зерно твердой пшеницы используют главным образом для производства крупитчатой муки, которая идет на изготовление макарон, вермишели и других мучных изделий, а также для выработки крупы манной,
полтавской и «артек».
При установлении типа пшеницы следует знать ее сортовое название и время посева. Для
определения типа пшеницы из навески, оставшейся после определения засоренности, удаляют все битые и изъеденные зерна. Затем отвешивают 20 г пшеницы и из них вручную отбирают зерна мягкой краснозерной, мягкой белозерной и твердой пшениц.
Краснозерные и белозерные пшеницы определяют по естественной окраске зерна. Выделенные при анализе зерна мягкой или твердой, краснозерной или белозерной пшеницы взвешивают и содержание их выражают в процентах по отношению к взятой навеске (20 г). Для этого величину полученной массы каждого типа умножают наб. Результаты определения типового состава указывают в документах о качестве с точностью до 1 %.
При контрольных и арбитражных анализах типового состава пшеницы установлены следующие нормы отклонения:
2,0% - при содержании в пшенице основного типа примеси пшеницы других типов до 10%;
3,0% - при содержании в пшенице основного типа примеси пшеницы других типов свыше 10
до 15%;
5,0% - при содержании в пшенице основного типа примеси пшеницы других типов свыше
15%.
Иногда окраска зерна проявляется настолько слабо, что на практике бывает трудно отнести
зерна к белозерным или краснозерным. В этих случаях анализируемые зерна обрабатывают
5%-ным раствором едкого натра NaOH (5 г едкого натра на 100 мл воды) в течение 15 мин.
Сомнительные по окраске зерна, подвергаемые обработке, предварительно подсчитывают и
взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем зерна помещают в стакан и заливают раствором едкого натра так, чтобы они полностью находились в растворе. В результате указанной обработки белозерная пшеница остается светлой, а краснозерная приобретает красно-бурую
окраску.
Изложенный метод обработки зерна щелочью является основным.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 182 из 198
Если основной метод применить нельзя, допускается обработка зерна кипячением в воде.
Для этого выделенные зерна с неясно выраженной окраской помещают в химический стакан
или фарфоровую чашку с заранее налитым кипятком (количество его должно быть немного
больше, чем это требуется для полной заливки зерна) и кипятят в течение 20 мин. В результате такой обработки белозерная пшеница остается светлой, а краснозерная буреет.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕКЛОВИДНОСТИ
Стекловидность зерна характеризует консистенцию его эндосперма. Стекловидность указывает на белковый или крахмалистый характер зерна. Пшеница с преобладанием стекловидных зерен обычно отличается сравнительно высоким содержанием белка, клейковины и хорошими хлебопекарными качествами. Пшеница, состоящая в основном из крахмалистых зерен, бедна белком, и ее лучше использовать для хлебопечения в подсортировке к другой более богатой белками пшенице.
Однако следует учесть, что прямая связь между стекловидностью зерна и белком наблюдается только в зерне примерно одной и той же крупности. Мелкие зерна менее стекловидны,
чем крупные, а содержание белка в них выше. Это объясняется отсутствием в мелком зерне
полностью стекловидных зерен и высоким содержанием белка в алейроновом слое, которого
в мелком зерне больше.
В зависимости от стекловидности зерна применяют различные приемы подготовки пшеницы
к сортовому помолу и устанавливают режим мукомольного процесса. Стекловидная пшеница в отличие от мучнистых легче вымалывается, дает тонкие и тощие отруби, больше крупок
в драном процессе, из которых затем вырабатывается больше муки первых сортов.
Показатель стекловидности наряду с цветом положен в основу деления пшеницы на подтипы. По стандарту на пшеницу продовольственную заготовляемую в I и IV типах, чем выше
подтип, тем выше ее стекловидность: в 1-м подтипе - не менее 75%, во 2-м - не менее 60%, в
3-м и 4-м - не менее 40% и в 5-м - менее 40%.
Разделение пшеницы на подтипы по стекловидности, предусмотренное стандартом, до некоторой степени характеризует важнейший показатель качества зерна - содержание белка без
проведения химического анализа.
Стекловидность пшеницы характеризуется так называемой общей стекловидностью. В зависимости от степени стекловидности зерно делят на следующие группы: стекловидное; частично стекловидное и мучнистое (рис. 32).
Стекловидными считают зерна: стекловидные полностью, стекловидные с легким помутнением и стекловидные зерна с мучнистой частью не больше 1/i плоскости поперечного разреза
зерна.
Мучнистыми считают зерна: мучнистые полностью и мучнистые, у которых стекловидная
часть занимает не более г/4 плоскости поперечного разреза зерна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 183 из 198
Частично стекловидными считают зерна, не отнесенные к указанным двум группам. Стекловидные зерна с мучнистыми пятнами - «желтобочки» - относят к частично стекловидным.
Стекловидность зерна определяют по разрезу зерна с наружным осмотром срезов и при помощи диафаноскопа.
Для определения стекловидности из чистого зерна, оставшегося после определения засоренности, выделяют без выбора 100 целых зерен. Каждое из них разрезают лезвием бритвы поперек (посередине) и в зависимости от консистенции среза относят к одной из трех групп:
стекловидной, частично стекловидной или мучнистой.
Зерна с ясно выраженными мучнистыми пятнами - «желтобочки» - не режут, их по внешнему виду относят к частично стекловидным.
Стекловидное зерно в разрезе имеет блеск и кажется более или менее прозрачным. При разрезании оно оказывает большое сопротивление.
Из выделенных групп подсчитывают зерна в двух группах с наименьшим количеством зерен,
а в третьей группе количество их устанавливают по разнице.
Общую стекловидность выражают в процентах по отношению к 100 зернам. При вычислении процента общей стекловидности к количеству полностью стекловидных зерен прибавляют половину количества частично стекловидных и в сумме получают общую стекловидность образца зерна.
При определении стекловидности на диафаноскопе помещают 50 зерен (из предварительно
выделенных 100 целых зерен) бороздкой вниз на решетку с овальными отверстиями так,
чтобы между ними и отверстиями не было зазоров. Решетку с зернами вставляют в прорезь
корпуса прибора. Источником света служит электрическая лампа 55 Вт, устанавливаемая на
дне прибора, под решеткой. Между источником света и решеткой расположено матовое
стекло, рассеивающее свет.
Для лучшего распознавания зерен в приборе (над решеткой) имеется лупа. Предусмотрено
устройство для фокусировки изображения.
При просмотре зерен подсчитывают количество стекловидных и мучнистых. Стекловидные
зерна прозрачные, хорошо просвечиваются; мучнистые - темные, не просвечиваются; частично стекловидные зерна полупрозрачные.
Сомнительные зерна следует разрезать лезвием бритвы поперек (посередине), после чего
определить, к какой группе они относятся.
В таком же порядке ведут определение в другой порции зерна (тоже 50 зерен). Результаты
подсчета в каждой порции суммируют. Результаты определения стекловидности проставляют с точностью до 1,0%.
Расхождения между двумя параллельными определениями общей стекловидности пшеницы,
а также и при арбитраже допускаются не более 5%.
В настоящее время для определения стекловидности можно использовать диафаноскопы
ДСЗ-2 и ДСЗ-2с со счетчиком.
Общая стекловидность при большом количестве частично стекловидных зерен может быть
довольно высокой.
Между тем количество наиболее ценных, полностью стекловидных зерен в смеси дает более
правильное представление о стекловидности анализируемой партии зерна.
Поэтому в дополнение к общей стекловидности целесообразно указывать «показатель формирования стекловидности». Его получают путем деления количества полностью стекловидных зерен в процентах на общую стек-ловидность и умножением на 100. Например, количество полностью стекловидных зерен составляет 42 %, общая стекловидность 60%. Показатель формирования стекловидности будет
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 184 из 198
Мягкую пшеницу I и IV типов при размещении на мукомольных заводах сортового помола
принято разделять на следующие три группы по стекловидности: высокостекловидная с общей стекловидностью свыше 60%, средняя по стекловидности от 40 до 60%, низкостекловидная менее 40%.
Подтипы пшеницы определяют сравнением испытуемого образца с эталонными, изготовленными по подтипам в соответствии с характеристикой, изложенной в стандартах на пшеницу
(см. табл. 11). Порядок составления и утверждения эталонных образцов устанавливает Министерство заготовок СССР. Работники лаборатории, имея образцы пшеницы, произрастающей в данном районе (области, крае, республике), и учитывая данные по стекловидности испытуемого образца, легко могут определить подтипы органолептически.
Несмотря на разнообразие подтипов пшеницы, определение их обычно затруднений не вызывает, так как практически приходится иметь дело с двумя-тремя подтипами, наиболее часто встречающимися в районе, обслуживаемом лабораторией.
Зерно любой партии пшеницы может быть отнесено к одному из подтипов, за исключением
пшеницы, потерявшей свой естественный цвет вследствие неблагоприятных условий созревания зерна (суховейное, морозобойное), уборки или хранения. Такая пшеница номера подтипа не получает и определяется как «обесцвеченная» при наличии светлых оттенков и «потемневшая» при наличии темных оттенков. Смесь подтипов в пшенице не определяют. . " "
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И КАЧЕСТВА СЫРОЙ КЛЕЙКОВИНЫ
Клейковина представляет собой резинообраз-ную клейкую плотную массу, которая остается
в руках при отмывании пшеничного теста; при этом с водой уходят крахмал и частицы отрубей. Клейковина состоит в основном из белков, а также небольшого количества крахмала,
прочно удерживаемого белками, клетчатки, жиров и минеральных веществ. Наиболее ценны
белки пшеницы глиа-дин и глютенин (от французского слова глютен - клейковина), обладающие способностью набухать и образовывать клейковину.
Хлебопекарные качества пшеничной муки в основном зависят от содержания клейковины и
ее деформирующей способности (упругости и растяжимости).
На количество и качество сырой клейковины, отмываемой из пшеничного теста, влияют:
температура воды, время отлежки комочка теста и клейковины. Поэтому в методике определения количества и качества сырой клейковины в зерне пшеницы предусмотрено строгое соблюдение этих и других условий.
Количество клейковины. Определяют следующим образом. Навеску зерна массой 50 г, выделенную из среднего образца с помощью делителя или вручную, очищают от сорной примеси,
за исключением испорченных зерен пшеницы, ржи и ячменя, и размалывают на лабораторной мельнице так, чтобы при просеивании через проволочное сито № 067 остаток на нем
размолотого зерна не превышал 2%, а проход через капроновое или шелковое сито № 38 составлял не менее 40%.
Если остаток на сите № 067 составит более 2% или проход через капроновое или шелковое
сито № 38 составит менее 40%, проводят дополнительный размол продуктов, оставшихся на
ситах. Продолжительность просеивания не менее 1 мин. Для очистки капроновых или шелковых сит во время просеивания применяют 4-5 резиновых кружков, которые помещают на
сито. Диаметр кружков около 1 см, толщина 0,3 см. Если исследуемое зерно имеет влажность выше 18%, то необходимо навеску зерна перед
размолом подсушить до влажности не более 18% при комнатной температуре или в термостате (сушильном шкафу) при температуре не выше 50°С.
Из размолотого зерна (шрота) после тщательного перемешивания выделяют навеску массой
25 г или более с таким расчетом, чтобы выход сырой клейковины был не менее 4 г. Щрот
помещают в фарфоровую ступку или чашку и заливают водой, температура которой должна
быть 18±2°С.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 185 из 198
Количество воды для замеса теста в зависимости от массы навески должно быть следующее.
При помощи пестика или шпателя замешивают тесто до тех пор, пока оно не станет однородным. Приставшие к пестику и ступке (или шпателю и чашке) частицы теста очищают ножом и присоединяют к куску теста. По окончании замеса полученное тесто хорошо проминают руками, скатывают в виде шара, кладут в чашку, прикрывают стеклом и оставляют на
20 мин для того, чтобы все частицы размолотого зерна равномерно пропитались водой и
белки, образующие клейковину, набухли. Затем осторожно отмывают клейковину.
Клейковину отмывают под слабой струей воды (температура воды 18±2°С) над густым шелковым или капроновым ситом. Сначала отмывание ведут осторожно, чтобы вместе с крахмалом и оболочками не оторвались кусочки клейковины, а когда большая часть крахмала и
оболочек будет отмыта, промывание можно вести энергичнее. Оторвавшиеся кусочки клейковины тщательно собирают с сита и присоединяют к общей массе клейковины. Допускается
отмывать клейковину в большой чашке или в тазу, куда наливают не менее 2 л воды с температурой 18±2°С. Тесто опускают в воду и, разминая его пальцами, начинают отмывать крахмал и частицы оболочек.
Промывную воду по мере накопления в ней отмытого крахмала и частиц оболочек меняют 34 раза, причем Каждый раз ее процеживают через густое шелковое или капроновое сито для
удаления случайно оторвавшихся
Масса навески, г Количество воды, мл
14 17
25 30 35 40
20 22
кусочков клейковины. Последние собирают с сита и присоединяют к общей массе клейковины.
Отмывание ведут до тех пор, пока оболочки не будут почти полностью отмыты и вода, стекающая при отжимании клейковины, не станет почти прозрачной (без мути).
Отмывать клейковину из зерна морозобойного, проросшего или поврежденного клопамичерепашками следует более медленно и осторожно, особенно в первой стадии.
Для установления полноты отмывания клейковины применяют йодную пробу на крахмал.
Для этого к выжатой из отмытой клейковины капле воды добавляют каплю раствора йода в
йодистом калии (0,2 г йодистого калия и 0,1 г кристаллического йода растворяются в 100 мл
дистиллированной воды). Отсутствие окрашивания в синий цвет указывает на полное удаление крахмала.
Применяют также и следующий способ: в чистую воду, налитую в хорошо вымытый стакан,
выжимают из клейковины 2-3 капли промывной воды. Отсутствие помутнения указывает на
полноту удаления крахмала из клейковины. Отмытую клейковину хорошо отжимают руками
от излишней воды. Отжимают клейковину всегда одинаковым приемом: между ладонями,
вытирая их время от времени сухим полотенцем. При этом клейковину несколько раз выворачивают пальцами, пока она не начнет прилипать к рукам.
Отжатую клейковину взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г. После первого взвешивания клейковину промывают еще в течение 2-3 мин под струей воды, вновь отжимают и взвешивают. Если разница между двумя взвешиваниями не превышает ±0,1 г, отмывание считается законченным. Количество сырой клейковины выражают в процентах к
навеске измельченного зерна. Результаты определения содержания сырой клейковины в документах о качестве зерна (сертификатах и удостоверениях) проставляют с точностью до
1,0%.
Допустимая норма отклонения при контрольных и арбитражных определениях количества
сырой клейковины должна быть не более ±2%.
При определении количества клейковины описанным выше методом не исключено влияние
субъективности определения и, кроме того, затрачивается много времени (около часа). Од-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 186 из 198
нако ни один из созданных до настоящего времени приборов для отмывания клейковины не
является
достаточно удовлетворительным, в особенности при отмывании клейковины, имеющей отклонения от норм по качеству. В последнее время при определении количества и качества
клейковины для механизации и ускорения этого процесса применяются новые приспособления и устройства: ДВЛ-3 - дозатор воды лабораторный, предназначенный для механизации
дозирования воды в процессе замеса теста; ТЛ-1 -тестомесилка лабораторная для механизации замеса теста при отмывании клейковины; МОК - устройство для отмывания клейковины
в пшеничной муке или шроте, полученном из зерна.
Дозатор воды ДВЛ-3 (рис. 2). Лабораторный прибор предназначен для механизированного
дозирования воды в процессе замеса теста при определении количества и качества клейковины пшеницы. *
Дозирование воды рассчитано на 13-20 мл. Мерный цилиндр-шприц «Рекорд» имеет емкость
20 мл.
Принцип работы прибора основан на создании периодического разрежения и избыточного
давления в мерном цилиндре (принцип поршневого насоса).
При повороте ручки до отказа поршень шприца перемещается вниз, в результате чего создается давление, которое закрывает впускной клапан и открывает выпускной. Поршень перемещается вниз до соприкосновения с дном шприца.
Вода через открытый выпускной клапан поступает в дежу.
Тестомесилка лабораторная ТЛ-1 (рис. 2). Предназначена для механизации замеса теста при
определении количества и качества клейковины.
Рис. 2. Дозатор воды ДВЛ-3: 2_корпус; 2 - ползун; з - оцифрованный лимб; 4 - переключатель д03- 5 _ дренажная трубка; 6 - шприц; f - тройник-насадка; 8 - втулка; 9 - привод.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 187 из 198
Принцип работы тестомесилки заключается в следующем. В дежу помещают требуемое количество муки и воды. Замес теста происходит в результате смешивания помещенной в дежу
муки и воды при помощи вращающейся головки, состоящей из корпуса, вала, зубчатки передачи, водила, двух вилок и кожуха. Подготовка приборов ДВЛ-3 и ТЛ-1 к работе и порядок
работы изложены в прилагаемой к прибору инструкции.
Устройство МОК-1 (рис. 39). Предназначено для механизированного отмывания клейковины, определения количества сырой клейковины в пшенице и пшеничной муке. Применяется
на хлебоприемных пунктах и предприятиях по хранению и переработке зерна.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕННОСТИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ КЛОПАМИЧЕРЕПАШКАМИ
Зерновые культуры, особенно пшеница, повреждаются полевыми вредителями - клопамичерепашками. В южных районах СССР от них больше всего страдает озимая пшеница.
По форме тела клопы напоминают черепаху, издают своеобразный запах, имеют колющесосущий ротовой аппарат. Длина взрослых клопов 8-12 мм, ширина 6-7 мм. Окраска тела от
серовато-желтого до темно-коричневого цвета, на спинке обычно темная.
Из большого количества видов клопов-черепашек, распространенных в СССР, наиболее
опасны вредная черепашка, маврский клоп и остроголовый клоп (рис. 33).
Вредная черепашка - Eurygaster integriceps. Встречается в районах Центрально-Черноземной
зоны, Украины, Поволжья, Северного Кавказа, Узбекской ССР, Таджик-
Рис. Клопы-черепашки:
клоп.
а
- вредная черепашка; б - маврский клоп; в - остроголовый
СКОЙ.ССР и на юге Казахской ССР. Длина взрослого насекомого 9-13 мм, тело округлое,
сверху покрыто крепким щитком. Окраска от серовато-желтой до темно-коричневой.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 188 из 198
Маврский клоп - Eurygaster тайга. Встречается в разных зонах, за исключением севера.
Длина взрослого насекомого 7-10 мм, по форме и окраске тела похож на вредную черепашку.
Остроголовый, или полосатый, клоп - Aelia rostra-nia. Встречается в СССР главным образом
в степных южных районах (Кавказ, Крым, Нижнее Поволжье, Средняя Азия, Казахская
ССР), а также в Сибири. Отличается от двух приведенных выше видов вытянутой формой
тела и меньшими размерами (7-9 мм). Название «остроголовый клоп» ему дано за своеобразное строение головы, которая имеет вид конуса с сильно выпуклыми боками. Окраска клопа
светло-желтая, с грязно-бурыми и беловатыми полосками на спине, поэтому его называют
также полосатым клопом.
Сибирская остроголовая черепашка, или сибирский клоп,
Aelia sibirica Reut. В восточных районах СССР (Сибирь, Казахстан) повреждения посевам
пшеницы и ржи начиная с 1975 г. наносят несколько видов остроголовых клопов. Наибольший вред причиняет сибирская остроголовая черепашка, или сибирский клоп. Зерна, поврежденные им, уменьшаются в массе на 20-50%.
Все виды клопов-черепашек по образу жизни, развитию и характеру повреждений зерна в
основном сходны.
Клоп-черепашка относится к хоботным насекомым, способным прокалывать хоботком стебли, листья и зерна.
Через образовавшиеся отверстия клоп высасывает соки растения и содержимое зерна и вводит в него слюну, богатую протеолитическими ферментами, которые разрушают клейковину.
Клейковина поврежденного зерна разжиженная, слабая, плывущая. Такая клейковина отмывается с трудом, а при более сильном повреждении зерна совсем не отмывается.
В результате ослабления клейковины хлебопекарные свойства зерна ухудшаются: хлеб получается расплывшийся, пониженного объема и пористости, а верхняя корка иногда бывает
покрыта мелкими трещинами.
В некоторых случаях при более сильном повреждении зерна мука из такого зерна становится
совершенно непригодной для выпечки хлеба.
Уколы клопа-черепашки вызывают в зерне различные изменения в зависимости от того, на
какой стадии развития зерно подвергалось поражению вредителем.
Зерно, поврежденное в фазе молочной спелости, приобретает бледно-желтый цвет, бывает
обычно щуплым, сморщенным, имеет низкую объемную массу. Зерно, поврежденное клопом
в более поздней фазе спелости, по форме не изменяется.
По внешнему виду различают три признака повреждений клопами-черепашками: на поверхности зерна имеется след укола в виде темной точки, вокруг которой образуется резко очерченное светло-желтое пятно округлой или неправильной формы; на поверхности зерна образуется такое же пятно, в пределах которого имеется вдавлен-ность или морщины, но без следов укола; на поверхности зерна у зародыша образуется такое же пятно без вдавлен-ности
или морщин и без следов укола. Во всех случаях консистенция зерна под пятном рыхлая и
мучнистая.
Наличие зерен с внешними признаками повреждения клопами-черепашками определяют из
навески целого зерна массой 10 г, выделенной после определения примесей. При отборе зерна осматривают со стороны бороздки и спинки.
При этом следует иметь в виду, что клопы наносят уколы зерну в различных местах поверхности и чаще всего (на 70-80% случаев) ближе к зародышу; реже встречаются зерна с уколами на спинке и совсем редко с уколами бороздки (рис. 4).
Зерна ишеницы с желтым пятном не у зародыша, без следов укола пли вдавленности, а также
морщинистости
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 189 из 198
Рпс. 4. Зерна, поврежденные клопом-черепашкой:
а - в ранней стадии созревания; б - у зародыша; в - на спинке; г - у бородки.
в пределах этих пятен не относят к поврежденным кло-пами-черепашкаыи.
В практической работе часто не отличают уколы зерна клопами-черепашками от поврежденности его пшеничным трицсом. Личинки пшеничного трипса вызывают на зернах складки,
мелкую морщинистость и изменение окраски созревшего зерна (на поверхности зерна тусклое расплывчатое пятно). Трипсы в отличие от клопов-черепашек не вызывают изменения
свойств клейковины и снижения хлебопекарных качеств зерна.
Отобранные зерна, поврежденные клопами-черепашками, взвешивают с точностью до 0,01 г
на технических весах п содержание их выражают в процентах по отношению к взятой навеске. Определение ведут в двух параллельных навесках. Расхождения между двумя параллельными определениями, а также при арбитраже допускаются: в 0,5% при содержании поврежденных зерен до 5% включительно и в 1% при содержании поврежденных" зерен свыше 5
до 25%.
Результаты определения содержания поврежденных зерен в документах о качестве зерна
проставляют с точностью до 0,1%.
Определение зерен, поврежденных клопом-черепашкой, занимает довольно продолжительное время - 30-40 ыин,
а иногда и более. Легче определять поврежденное п> в стекловидном зерне, на котором места повреждений в виде мучнистых пятен резко выделяются. Более длительное время требуется для определения поврежденности в зерне мучнистом, особенно в пестром.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕННОСТИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ КЛОПАМИЧЕРЕПАШКАМИ. Продолжение
Применяется ускоренный метод определения поврежденности пшеницы, который примерно
в 2- 3 раза сокращает продолжительность определения.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 190 из 198
Метод заключается в следующем.
Рис. 5. Прибор для просвечивания зерна
Металлический цилиндр (высота 29, ширина 10 см), внутри которого помещена электрическая лампочка в 40-56 Вт (лучше матовая), покрывают листом белой бумаги, на которую ставят чашку Петри с навеской целого зерна (10 г), выделенного для определения поврежденности (рис. 5).
Навеску просматривают через лупу 2-5-кратного увеличения. При этом рекомендуется для
всестороннего рассмотрения зерен поворачивать их, легко встряхивая в чашке.
При просмотре отбирают все зерна с темными пятнами, исключая темный зародыш. В числе
отобранных зерен могут быть не только поврежденные клопом-черепашкой с разрушенным
эндоспермом, но и желтобочки. Последние отбирают от поврежденных зерен дополнительно
обычным путем. Этот метод особенно рекомендуется для зерна высокой стекловидности.
Поврежденность зерна пшеницы клопами-черепашками определяют также химическим методом (по стандарту на «Семена сельскохозяйственных культур»).
Две пробы семян по 250 шт. взвешивают, помещают в химические стаканы или колбы и заливают 0,5%-ным раствором углекислой соды, нагретым до температуры 80-90°С. Через 5
мин раствор соды сливают, а семена помещают на 3 мин в 0,2-0,1%-ный раствор нингидрина,
подогретый до температуры 50-60°С.
В местах повреждения зерна клопом-черепашкой обозначается четкая темно-синяя точка,
указывающая на место укола.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 191 из 198
Опыт и практика показали, что оценка качества зерна пшеницы, поврежденной клопомчерепашкой, по процентному содержанию поврежденных зерен не может быть признана достаточной. Качество муки и хлеба связано также с тем, насколько повреждено зерно клопомчерепашкой. Последнее зависит от многих факторов: числа уколов, фазы спелости зерна в
момент его повреждения, исходного качества клейковины, от типа, сорта и др.
Следует отметить, что существует мнение, согласно которому наличие до 2% зерен с внешними признаками повреждения не оказывает существенного влияния на качество клейковины. Однако такое мнение неправильное: в практике работы хлебоприемных предприятий нередки случаи, когда имеется большое количество зерна с неудовлетворительной клейковиной по качеству при наличии около 2% поврежденных зерен.
Исследования показывают, что III группа клейковины получается и в том случае, когда образцы зерна имеют невысокий процент (до 2%) поврежденных зерен, но весь эндосперм подвергся влиянию фермента вредной черепашки. Это влияние сказывается еще сильнее на физических свойствах теста и хлебопекарных достоинствах муки (рис. 36). Данные показывают,
что уже при 2% поврежденных зерен и величине пятна в 1/i зерна физические свойства теста
и хлебопекарные достоинства резко меняются. Например, при определении их на альвеографе удельная работа деформации теста падает с 346-Ю-4 Дж в исходном образце до 27310~4Дж, а разжижение теста по фарино-графу колеблется от 30 до 90 единиц. При таком же
проценте поврежденных зерен, в которых вследствие воздействия фермента клопачерепашки весь эндосперм имеет повреяеденную структуру, работа деформации теста падает
до 42-Ю-4 Дж, а разжижение теста на фаринографе достигает 260 единиц, т. е. пшеница становится совершенно непригодной для выработки сортовой муки и стандартного хлеба.
Клопы-черепашки чаще повреждают мучнистую пшеницу, чем стекловидную; сорта сильной
пшеницы наиболее устойчивы к повреждению зерна клопами-черепашками.
Из сказанного выше следует, что, помимо определения процентного содержания зерен с
внешними признаками повреждения клопами-черепашками, в испытуемом образце необходимо установить количество и качество клейковины, качество хлеба по пробным выпечкам, а
при наличии приборов и физические свойства теста на альвеографе и фаринографе.
Контрольные вопросы:
1. Какие документы нормируют качество зерна.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 192 из 198
2. Какие методы исследования зерна вам известны.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
ЛЕКЦИЯ № 15
Техника безопасности при хранении и обработке продукции растеиневодства
Меры безопасности при работе в силосах
Любая производственная деятельность человека представляет определенную опасность.
Цель состоит в уменьшении этой опасности до приемлемого уровня, сравниваемого с тем,
который характерен для людей в повседневной жизни.
Рост механизации и повышение производительности в промышленности, особенно в
последние десятилетия, – одна из причин несчастных случаев на производстве, число и тяжесть которых значительно возросли. Высокий уровень безопасности и надежность предприятия возможны только в том случае, если на всех указанных этапах ответственными и
квалифицированными инспекторами осуществляется обширный периодический контроль и
если персонал предприятия побуждается к участию в реализации постоянной стратегии
обеспечения безопасности и составляет с ней одно целое.
Опасности можно разделить на две категории: опасности общего характера, которые
могут иметь место на каждом предприятии, и специфические опасности, присущие определенной отрасли промышленности.
Рассмотрим специфические опасности:
рабочие на предприятиях по хранению и преработке зерна подвергаются ряду специфических опасностей, не все из которых охвачены правовыми положениями.
Ниже перечисляются эти опасности:
а) работа в закрытых пространствах, а именно в силосах, бункерах и трюмах судов. К
мерам предосторожности относят: достаточное количество кислорода, безопасное освещение, использование специальных масок, помощь в критических ситуациях и быстрая эвакуация.
При работе в силосах с продуктом, который может образовывать своды, скважины или
прилипать к стенам, рабочий, опускающийся в силос, должен быть достаточно информированным об опасностях выхода из подвесной люльки, расстегивания предохранительного пояса,
хождения по продукту, образующему свод, опускания ниже верхнего уровня материала и т.п.
Неожиданная загрузка и разгрузка силоса должны быть исключены при нахождении в
нем человека (рис.5.1).
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 193 из 198
Рис. 5.1 Меры безопасности для рабочих, работающих в силосах:
1 – никогда не оставляйте открытым люк; 2 – хорошо; 3 – очень опасно; 4 – безрассудно; 5 –
свод.
б) фумигация зараженного зерна; предохранительные меры должны включать: тщательное изучение преимуществ и характеристик используемых фумигантов: токсичность,
воспламеняемость, взрывоопасность, проникновение в соседние силосы, а также определение предельно допустимой концентрации фумиганта; защиту лиц, проводящих фумигацию
(вентиляция, противогазы и перчатки); инструкции для дежурного врача; удаление, нейтрализацию и уничтожение использованных упаковочных средств и т.п.
в) перемещение, соединение и расцепка вагонов и автомобилей при загрузке и разгрузке. Необходимы достаточное освещение, хорошие средства связи и бросающаяся в глаза
одежда;
г) работа в портах и на борту судов и барж. Средства доступа к ним (трапы, сетки внизу, крышки люков) должны быть прочно закреплены;
д) работа вблизи или на узлах транспортных средств, а именно на нориях, ленточных,
скребковых и винтовых конвейерах. Перед пуском конвейера необходимо подавать звуковой
сигнал; следует исключать захват лентой, цепью или приводом; там, где требуется, должны
быть установлены аварийные выключатели (рис.5.2, 5.3);
е) взрывы пыли и пожары. Говоря, в общем, конструкторы, обслуживающий и ремонтный персонал в недостаточной степени оценивают эту опасность, из-за ее важности и последствий полезно рассмотреть эту проблему более подробно.
Наиболее важной специфической опасностью на предприятиях по хранению и переработке зерна являются взрывы пыли, которые уже унесли много жизней, принесли значительные повреждения зданиям, уничтожили сырье и продукцию.
Опасность взрыва пыли на предприятиях, где имеется горючая пыль, можно значительно ограничить, но, к сожалению, никогда нельзя полностью исключить. Фактически благодаря свойствам перерабатываемых продуктов и методам эксплуатации пыль всегда будет
присутствовать, и никогда нельзя полностью исключить потенциальные источники зажига-
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 194 из 198
ния. Всякий раз, когда перемещается зерно, имеется потенциальный источник пыли. Даже
когда пыль удаляют из определенной партии зерна, следующее ее перемещение или перегрузка будут вызывать новое образование пыли.
Рис. 5.2. Опасности при переходе через ленточный конвейер:
а– неправильно, б – правильно
Рис. 5.3. Опасности при проверке и замене ковшей.
Наиболее важными предупредительными мерами ограничения опасности взрыва пыли
являются: устранение всех взрывоопасных концентраций пыли в воздухе и любой опасности
распространения, которое может привести к вторичному взрыву.
Контрольные вопросы:
1. Какие методы предосторожности нужно соблюдать при работе в зернохранилищах.
2. Как соблюдается техника безопасности работы, правила техники безопасности.
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения – Учебник. Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликов Е.М. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г . - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 195 из 198
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых предприятиях, 2003
г.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. - М
2. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки, хранения зерна и
зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351 с.
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 196 из 198
Вопросы к коллоквиуму
1. Общая характеристика свойств зерновой массы (состав зерновой массы).
2. Понятие о сыпучести зерновой массы. Как используется это свойство на практике?
3. Самосортирование. Проявление его при загрузке, разгрузке зернохранилища и при
хранении зерновой массы.
4. Скважистость. Влияние ее на состояние зерновой массы при хранении.
5. Теплофизические свойства зерновой массы. Их проявления при работе с зерном.
6. Гигроскопические свойства зерновой массы.
7. Виды дыхания зерна. Значение дыхания при хранении зерна.
8. Конечные продукты предприятий элеваторной промышленности. Краткая характеристика.
9. Типы зернохранилищ. Краткая характеристика.
10. Понятия о технологических и транспортирующих линиях.
11. Понятия о поточно-технологических линиях.
12. Основные функции предприятий элеваторной промышленности.
13. Общие понятия о послеуборочной обработке зерна.
14. Приемка и формирование партий зерна. Принципы организации.
15. Очистка зерна. Назначение.
16. Очистка зерна. Признаки делимости зерновой массы. Практическое использование.
17. Организация очистки зерна.
18. Сушка зерна. Общие понятия.
19. Активное вентилирование зерна. Общие понятия.
20. Факторы, влияющие на сохранность зерновой массы.
21. Режимы хранения зерна. Общие сведения.
22. Основные факторы, влияющие на продолжительность хранения
зерна.
23. Отгрузка зерна. Общие понятия.
24. Контроль за количеством и качеством зерна.
25. Подготовка семян: требования к посевному материалу.
26. Принципиальная схема технологического процесса подготовки семян.
27. Подготовка семян: понятие о классах семян.
28. Особенности подготовки сортовых и гибридных семян кукурузы.
29. Создание безотходных технологий на предприятиях системы хлебопродуктов.
30. Общие понятия о принципиальных и рабочих технологических схемах.
31. Порядок составления принципиальных схем.
32. Принципиальная схема структуры элеваторной промышленности.
33. Изобразить принципиальную схему элеватора (портового, хлебоприемного, производственного).
34. Изобразить принципиальную схему комплекса с механизированными складами и
башней механизации, предусмотрев операции: приемка с автотранспорта с очисткой (и без)
зерна в потоке, передача зерна в элеватор, отгрузка зерна в вагоны, взвешивание на каждой
операции.
35. В чем принципиальное отличие в схемах элеватора и башни механизации? Чем
оно вызвано?
36. Как в складе, оборудованном только верхним (загрузочным) или
нижним (выгрузочным) конвейером, решить вопросы механизации работ по приемке
зерна с автомашин, очистке его, закладке на хранение в склад, отгрузке в вагоны?
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 197 из 198
37. Составить принципиальную схему подготовки семян пшеницы.
38. Изобразить на принципиальной схеме взаимоувязанные основные этапы подготовки семян кукурузы с калиброванием их на две фракции.
39. Какие принципиальные отличия в технологических схемах элеватора и миниэлеватора?
40. Составить принципиальную схему сушки зерна на предприятии.
41. Преимущества и недостатки металлических силосов по сравнению с железобетонными.
42. Методы возведения металлических силосов.
43. Формы, размеры металлических емкостей, материалы изготовления.
44. Особенности хранения зерна в металлических силосах.
45. Какие мероприятия предусматривают для снижения отрицательного влияния на
сохранность зерна большого перепада суточных и посезонных температур?
46. Способы загрузки и выгрузки металлических силосов.
47. Вентилирование зерна в металлических силосах.
48. Преимущества и недостатки железобетонных силосов большой вместимости.
49. Конструктивные решения железобетонных силосов Ø12 м.
50. Конструктивные решения силосов большой вместимости из сборного железобетона.
51. Понятие о рабочей схеме движения зерна на элеваторе. Назначение ее.
52. Рекомендации по размещению позиций схемы на листе.
53. Порядок нумерации позиций.
54. Требования к графической части рабочей схемы.
55. Порядок составления и назначение таблицы ходов норий.
56. Требования к составлению спецификации.
57. Основные требования к описанию рабочей схемы.
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
№
1
2
3
СРС
Самосортирование. Проявление его при
загрузке, разгрузке зернохранилища и
при хранении зерновой массы. Гигроскопические свойства зерновой массы.
Приемка и формирование партий зерна.
Принципы организации.
Создание безотходных технологий на
предприятиях системы хлебопродуктов.
4
Принципиальные схемы отдельных этапов производственного процесса.
5
Основные направления в совершенствовании технологии производства комбикормов.
Семяочистительные станции и заводы.
6
СРСП
Основные этапы развития зернохранилищ в странах СНГ и ведущих государств
Классификация зернохранилищ и требования, предъявляемые к ним.
Структура элеваторной промышленности. Склады, механизированные
башни и др.
Технологические операции и принципиальные схемы работы предприятий
по хранению зерна.
Вместимость зернохранилищ и их использование
Сыпучие материалы, их состояние и
УМК 042-14.1.03.1.20.10 -2012
Ред. № 1 от ________________
Страница 198 из 198
область существования.
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Принципиальное устройство элеватора.
Методы возведения железобетонных
элеваторов. Типы рабочих зданий элеваторов. Типы силосных корпусов.
Сравнительная характеристика различных типов силосных корпусов. Преимущества и недостатки металлических силосов по сравнению с железобетонными.
Методы возведения металлических силосов.
Материалы для изготовления металлических силосов.
Преимущества и недостатки железобетонных силосов большей вместимости.
Конструктивные решения железобетонных силосов диаметром 12м.
Конструктивные решения силосов большей вместимости из сборного железобетона.
Бестарное хранение продуктов переработки зерна.
Комплексы семенного и товарного зерна.
Параметры
сыпучего
материала
(плотность укладки, объёмная плотность и др.)
Свойства сыпучего материала. Активное и пассивное давление зерна на
стенку.
Кинематические потоки сыпучего материала.
Давление зерна на дно и стены хранилищ.
Генеральный план предприятий по
хранению зерна.
Участок под строительство и требования, предъявляемые к нему.
Генеральный план заготовительного
предприятия.
Организация приёмки зерна и его отгруз- Увязка автомобильных, железнодоки с предприятий.
рожных и водных подходов к сооружениям.
Техника безопасности и производственПринципы размещений отдельных соная санитария и охрана окружающей
оружений и действующие нормы.
среды.
Защита зерна от вредителей.
Средства механизации складов.
Механизированные рабочие башни.
Очистка, сушка и защита зерна от вредителей.
Портовые элеваторы и их типы.
Бестарное хранение продуктов переработки зерна.
Склады для хранения комбикормов.