Технология производства муки высшего и первого сортов в условиях ЗАО "Балаково-мука"

95

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 История развития мукомольной промышленности в России

1.2 Химический состав зерна и пшеничной муки

1.3 Подготовка зерна к помолу

1.4 Влияние технологических свойств зерна на качество и выход муки

2. Краткая характеристика места проведения исследования

3. Цель, задачи и методы исследования

4. Экспериментальная часть

4.1 Качество сырья поступающего на предприятие

4.2 Формирование помольной партии

4.3 Г.Т.О

4.4 Схема технологического процесса

4.5 Оценка показателей качества муки

5. Экономика

6. Экология

7. Безопасность жизнедеятельности

Выводы

Предложения производства

Список литературы

Введение

Мельницы и люди уже много веков служат друг другу. Вместе они продвигались от каменного века в нашу цивилизованную эпоху, совершенствовали друг друга. И на всех этих этапах люди вкладывают в мельничное производство знания, труд, опыт, отдают душевное тепло, а мельницы, в свою очередь, щедро вознаграждают их за это самым материальным и незамысловатым продуктом, который до сих пор составляет основу питания человека - мукой, а значит хлебом.

Производственный процесс переработки зерна в муку на мукомольных заводах зависит от следующих основных факторов: качества зерна, поступающего в переработку, степени совершенства технологического процесса; качества и состояния технологического оборудования.

Решающее значение для оценки качества зерна, как сырья для мукомольной промышленности имеют его технологические - мукомольные и хлебопекарные свойства. Под технологическими свойствами следует понимать совокупность свойств зерна и вырабатываемой из негомуки, обуславливающих поведение сырья в процессе его переработки на мукомольных заводах и хлебозаводах. Технологические свойства зерна характеризуются количественными и качественными показателями и определяются следующими показателями: общим выходом муки и ее качеством, выходом и качеством муки высоких сортов ( муки высшего и первого сортов и манной крупы), количеством извлеченных крупок и дунстов, степенью вымалываемости оболочек, расходом энергии на выработку 1т. Муки. Все эти показатели находятся в прямой зависимости от свойств самого зерна - стекловидности, влажности, зольности, прочности, твердости, выравненности, натуры и других. За последние годы широкое распространение получили мини- мельницы. По последним данным, на мини- мельницах вырабатывается до 30% общего объема муки.

1. Обзор литературы

1.1 История развития мукомольного производства в России

Производства муки известно человеку с незапамятных времен, на их основе готовят разнообразные хлебобулочные и кондитерские изделия и кулинарные блюда. Теория и практика технологии муки и крупы постоянно развиваются. Во-первых, переработка зерна в муку принципиальная необходимость. Во-вторых, для измельчения зерна необходимы затраты значительного количества энергии. Поэтому мельница всегда была объектом технической мысли, техника и технология помола постоянно развивались и совершенствовались. Мельница намного раньше других производств приобрела облик промышленного предприятия. В России водяные и ветряные мельницы появились уже в девятом веке, в двенадцатом веке они были повсюду. В 1803 году в одной только Московской губернии было 656 водяных мельниц. Первая мельница с паровым двигателем была построена в Лондоне в 1785году, а в России - в 1818году, в селе Воротынец Нижегородской губернии - раньше, чем в остальных европейских странах. Паровая машина Черепановых мощностью около 4 лошадиных сил (около 3 кВт), созданная в 1824 году, также работала на жерновой мельнице производственной мощностью 1,5 тонн в сутки. В 1892 году в 56 губерниях европейской части России работало свыше 800 крупных паровых мельниц. На мельницах широко применяли различные двигатели внутреннего сгорания. В 1914 году в Санкт-Петербурге мельница ржаного сеяного помола была переведена на электропривод и стала первым электрифицированным предприятием России. Даже на небольших зерновых ветряных или водяных мельницах издавна была предусмотрена механизация физически тяжелых операций. Огромную роль в развитии мельницы сыграло изобретение вальцевого станка. В России его впервые применили на мельнице в 1822 году. С тех пор станки стали активно конкурировать с жерновами, а затем на крупных мельницах совершенно вытеснили их. В 1880 году в Поволжье почти все мельницы были вальцовыми, а всего в России таких мельниц было уже 180. Современная мельница представляет собой полностью механизированное предприятие, причем управление процессом и контроль технологических операций в значительной мере осуществляются автоматизированными системами.

Вместе с крупяными предприятиями длительное время существовали мельницы сельскохозяйственного типа. По данным статистики, еще в 1931 году на территории СССР было более 200 000 ветряных и водяных мельниц, которые обеспечивали нужды сельских жителей.

В 19 веке выход муки разных сортов при помоле пшеницы составлял 75-80%. При этом условия конструкции, диктовали производство большого разнообразия сортов муки. Как правило, на каждой мельнице их было не мене 5, а на некоторых даже 12 сортов.

Такое положение около 10 лет сохранялось и после 1917 года в новой РСФСР, а затем и в бывшем СССР. Качество муки на различных мельницах значительно отличалось. В 1927 году в РСФСР и УССР впервые введены единые стандарты на муку. Действующий в настоящее время стандарт утвержден в 1988 году. Во второй половине 19 века в России происходил бурный рост промышленности, быстро развивалось и мукомолье: только в период с 1860 по 1896 годы было построено более 800 товарных мельниц. Опираясь на прочный экономический фундамент, Россия экспортировала не только зерно, но и муку, которая отличалась высоким качеством и заслуженно пользовалась повышенным спросом в западных странах.

Строительство и эксплуатация мельниц требовали литературного обеспечения. Инженерное руководство по этому вопросу было опубликовано уже в 1812 году В. Левшиным. В дальнейшем такая техническая литература появляется достаточно регулярно. Д.И. Менделеев в своей «Технологии» большой раздел посвятил мукомольному производству.

В 1876 году первый инженер - мукомол и профессор Санкт - Петербургского технологического института П.А. Афанасьев опубликовал «Курс мукомольных мельниц»; в 1884 году его ученик профессор К.А. Зворыкин издал «Курс по мукомольному производству». Эстафету от этих ученых принял профессор П.А.Козьмин, издавший в 1912 году учебник «Мукомольное производство».

Активно велась и подготовка специалистов. Первые технические школы в России были организованны еще при Екатерине Второй, в 1782 году насчитывалось 8 таких школ, в 1786 - уже 165 школ. За период с1876 по1917 годы диплом инженера имели более 100 мукомолов. Современные мельницы отвечают всем инженерным требованиям. Сложный многофакторный технологический процесс, насыщенность предприятий технологическим и вспомогательным оборудованием, автоматизированными системами контроля и управления предъявляют повышенные требования к профессиональным знаниям, организационной способности и общему культурному и интеллектуальному уровню инженеров - технологов.

1.2 Химический состав зерна и пшеничной муки

Зерно хлебных культур характеризуется высоким содержанием крахмала. Химические вещества неравномерно распределены по анатомическим частям зерна, что связано с различной органической функцией зародыша, эндоспермы и оболочек, а так же цветковых пленок. Результаты исследования ряда ученых (Кретович Н.И.; Егоров Т.А.; Беркутова Н.С; Швецова И.А.) показывают, что химический состав зерна

Таблица 1.

белки	10--20
жиры	2 -2,5
крахмал	60 --75
клетчатка	2--3
зольность	1,5--2,2

В таблице 2 приведено содержание основных химических веществ в различных частях зерновки пшеницы. Данные таблицы 2 свидетельствуют, что оболочки отличаются повышенным содержанием клетчатки, а зародыш и алейроновый слой - белками и липидами. Крахмал присутствует только в эндосперме (без алейронового слоя). Заметно отличаются анатомические части зерновки по зольности, что используют на практике для контроля качества сортовой муки.

Таблица 2.

Содержание основных химических веществ в анатомических частях зерновки пшеницы, %

Анатомические части	белки	жиры	крахмал	клетчатка	пентозами	зольность
Плодовая оболочка	5--8	1--2	-----	20--22	25--30	3,5-24,5
Семенная оболочка	12-20	0-0,2	-----	1--1,5	14--36	7--20
Алейроновый слой	16-20	10-15	-----	5-7	6-8	14,5-17
Зародыш со щитком	24-42	13-24	-----	2--2,5	9-11	5,5 -6,5
Крахмалистая часть, энодосперма	12-15	0,7-1	75-80	0,1-0,2	2-3	0,35-0,5

Нагляднее эти различия видны в таблице 3. В оболочках содержатся главным образом не усваиваемые человеческим организмом вещества. Зародыш и алейроновый слой содержат большое количество белка и жира, присутствие последнего в муке значительно уменьшает срок ее хранения. Поэтому алейроновый слой и зародыш в процессе размола зерна должны быть удалены в отруби. Крахмал, как основное запасное питательное вещество для нового растения, формируется только во внутренней части эндоспермы, расположенной под алейроновым слоем.

Таблица 3.

Относительное распределение основных химических веществ по анатомическим частям зерновки пшеницы, % от общего количества

Анатомические части зерновки	Массовое содержание анатомических частиц, %	крахмал	белки	клетчатка	липиды	Минеральные вещества
Плодо вая и семенная оболочки с алейроновым слоем	15	0	20	90	30	65
Зародыш со щитком	2,5	0	10	3	20	10
Крахмалистая часть эндосперма	82,5	100	70	7	50	25

Данные (Козакова Е.Д.) свидетельствуют, что белки, способные образовывать клейковину, так же расположены в крахмалистой части эндосперм пшеницы. В оболочке много клетчатки, лигнина и пинтозолов.

Неравномерно распределены химические вещества и в пределах эндоспермы. Анализ показывает, что по мере продвижения от его центра к периферии содержание биологически ценных соединений (белков, витаминов, минеральных веществ) возрастает. Особенно велико относительное содержание этих веществ в субалейроновом и алейроновом слоях эндоспермы. Клетки алейронового слоя имеют толстые стенки, не поддающиеся ферментам пищеварительного тракта человека, поэтому включать алейроновый слой в муку практически бесполезно. Кроме того, в нем велико содержание липидов, что, при хранении муки отрицательно влияет на ее качество.

Также неравномерно распределены по анатомическим частям зерновки и ферменты. Активность протеина в зародыше в 8-13 раз выше, чем в эндосперме, а в алейроновом слое в 50-70 раз. Несомненно, что это связанно с сохранением жизнедеятельности клеток алейронового слоя и зародыша. Кретович В.А отметил, что основное количество витаминов сосредоточено в алейроновом слое и зародыше, то есть в тех частях зерна, клетки которого сохранили жизнедеятельность и обеспечили развитие нового растения из семени. Так, наиболее 50% тиамина сосредоточенно в алейроновом слое, крахмалистой части эндосперма и зародыше; ниацин, который почти полностью сконцентрирован в алейроновом слое. Такое распределение связанно с биологической функцией витаминов, которые обеспечивают нормальное протекание физиологических процессов. В связи с удалением зародыша и алейронового слоя в побочные продукты крупа и сортовая мука имеют невысокое содержание витаминов и других важных биологических веществ.

В процессе помола зерна по определенным технологическим системам мука формируется из различных областей эндоспермы зерна, поэтому химический состав и технологические свойства муки, полученной соединением индивидуальных потоков, заметно варьируется (Крестович В. А.).

Мука служит основой для получения бесчисленного количества пищевых продуктов. Пищевая ценность этих продуктов определяется химическим составом, наличием в них набора веществ, необходимых для покрытия энергетических и физиологических затрат человека в процессе жизнедеятельности. Исследованиями (Беркутова Н.С. и Швецова И.А.) установлено, что рациональное питание предусматривает использование основных рационов для различных групп людей в зависимости от возраста, пола, климатических условий, вида трудовой деятельности. Но во всех рационах хлебобулочные изделия занимают одно из первых мест.

Важнейшая роль в пищевой ценности продуктов принадлежит белку. Суточная потребность человека в белках составляет 80-120 грамм. За счет потребления изделий из муки она удовлетворяется на 30-40%. Потребность в углеводах (около 400г) обеспечивается в размере 50-60%.

Мука содержит мало жиров, потребность которых должна восполняться за счет других продуктов.

Важное значение имеет наличие в пище таких биологически важных веществ, как незаменимые аминокислоты, непредельные жирные кислоты, витамины и минеральные вещества.

В белках зерна различных культур содержится от 25 до 38 % незаменимых аминокислот. Это соотношение снижается в белках муки вследствие удаления побочных продуктов богатых белком зародыша и алейронового слоя.

Однако с повышением сортности муки содержание белков в ней снижается, поэтому степень удовлетворения потребности человека в незаменимых аминокислотах уменьшается. Так, при ежедневном употреблении 500 граммов хлеба, только из муки высшего сорта, она не превышает 30%, первого сорта - достигает 35%, второго -около 40%, из муки обойной - 45-55%.

Это же характерно и для других биологически активных соединений. Так, потребность в различных витаминах обеспечивается на 15 - 60 %, а в минеральных веществах от 15 до 80 %.

Наиболее ценной в питательном отношении является обойная мука, в которой содержится весь набор питательных элементов зерна. Кроме того, за счет измельченных оболочек зерна в ней присутствуют волокнистые вещества, способствующие выведению из пищеварительного тракта различных шлаков и улучшению физиологической функции кишечника.

В условиях современных мельниц технолог имеет возможность формировать различные сорта муки с повышенным или пониженным содержанием белка, крахмала, минеральных веществ, витаминов и т.д.

1.3 Подготовка зерна к помолу

Основные этапы переработки зерна: подготовка зерна к размолу, размол зерна в муку, хранение и упаковка, муки в тару. Для получения кондиционной муки необходима тщательная подготовка зерна, которая включает следующие основные операции: формирование помольной партии, очистку зерна от примесей, очистку поверхности зерна сухим или влажным способами, гидротермическую обработку зерна (Бутовский В.А., Мельников Е.А.).

Формирование помольной партии проводят для поддержания стабильности технологического процесса переработки зерна в течение длительного времени и получение муки с заданными хлебопекарными свойствами. Смешивая разнокачественное зерно, не только получают муку со стабильными свойствами, но и добиваются рационального и эффективного сырья. Формирование партий позволяет не только использовать для переработки зерно пониженного качества, из которого самостоятельно невозможно выработать кондиционную муку, но часто сопровождается эффектом смесительной ценности, приводящим к улучшению хлебопекарных свойств. Переработка высококачественного зерна без добавления партий пониженного качества приводит к нерациональному использованию сырья и получения муки со значительными колебаниями хлебопекарных свойств. Оптимальное соотношение отдельных компонентов в помольной партии устанавливают пробными лабораторными помолами смесей с различным соотношением компонентов и последующей оценкой их хлебопекарных свойств (Личко И.М.). Формируют партии либо на элеваторах, либо непосредственно в подготовительных отделениях мукомольных заводов. Содержащаяся в зерновой массе примеси ухудшают качество вырабатываемой муки, могут быть причиной поломки рабочих органов машин, поэтому при подготовке зерна к помолу необходимо удалить основное количество примесей, используя их отличия от зерна в физических свойствах (Мерко И. Т.). Выделяют крупные и мелкие примеси в машинах, рабочими органами которых являются сита или решета. Чаще всего применяют штампованные сита с круглыми или продолговатыми отверстиями. Для отделения крупных и мелких примесей в основном используют ситовые или комбинированные воздушно - ситовые сепараторы ( А1-БИС-100).

Легкие примеси выделяют в воздушных сепараторах потоками воздуха, движущегося со скоростью, достаточной для уноса легких примесей и недостаточной для уноса зерна.

Короткие длинные примеси выделяют на триерах, называемых, при выделении коротких примесей - куколеотборниками, длинных - овсюгоотборниками.

Минеральные примеси выделяют по их плотности, которая примерно в два раза больше, чем у зерна. Для их разделения используют несколько типов камнеотделителей, наиболее совершенный из них - вибропневматический.

Для повышения эффективности очистки зерна от примесей и разделения зерновой массы на фракции по плотности применяют новую машину - концентратор, принцип действия которого основан на просеивание зерна на плоском наклонном сите в восходящем потоке воздуха. Металломагнитные примеси выделяют с помощью статических магнитов, реже - электромагнитов. Обязательно устанавливают магнитные сепараторы перед машинами ударно - истирающего действия ( обоечные, щеточные машины), машинами для измельчения зерна, а так же на контроле готовой продукции (Бутковский В.А, Мельников Е.М.).

На поверхности зерен, особенно в бородке и бороздке, всегда имеется не удаленная, в зерноочистительных машинах, пыль и прилипшая грязь, от которых необходимо по возможности избавиться.

Сухим способом очищают зерно в основном в обоечных машинах, реже - в щеточных машинах, в обоечных машинах - зерно обрабатывают бичами, которые подхватывают его и отбрасывают к рабочей поверхности, выполненной из стального листа, абразивного материала или специальной металлотканой сетки. Обоечные машины со стальной поверхностью воздействуют на зерно наиболее мягко; с абразивной поверхностью - наиболее интенсивно; обоечные машины с металлической сеткой по интенсивности воздействия занимают промежуточное положение (Егоров Г.А.).

Для более мягкой очистки и частичного извлечения пыли и грязи из бороздки применяют щеточные машины, в которых зерно обрабатывается щетками вращающегося щеточного барабана и неподвижными щетками щеточной деки.

Влажным способом поверхность зерна очищают в моечных машинах мокрого шелушения.

Наиболее эффективна очистка зерна в моечных машинах. В них удаляется пыль и грязь не только с поверхности зерна, но и из бороздки, кроме того, выделяются минеральные и легкие примеси. Моечные машины состоят из моечной ванны и очистительной колонки (Бутковский В.А.).

Несколько мене эффективными, но требующими почти в 10 раз меньшего расхода воды, являются машины мокрого шелушения. Эти машины представляют собой, по сути, отсилосную колонку с небольшой моечной ванной в ее нижней части.

Технология производства сортовой муки основана на избирательном измельчении эндоспермы и оболочек зерна. Оболочки, обладая большим сопротивлением к измельчению, дробятся в меньшей степени, чем эндосперма, и чем больше разница их прочностных свойств, тем эффективнее последующее разделение. У сухого зерна различие в прочностных свойствах эндоспермы и оболочек меньше, чем у влажного, поэтому перед размолом его необходимо увлажнять (Мерко И.Т.) Увлажнение является основой, так называемой гидротермической обработки зерна, то есть обработки водой и теплом. Существует несколько способов обработки: холодное, горячее и скоростное кондиционирование. Наиболее распространено холодное кондиционирование, как наиболее простое и достаточно эффективное.

Технологическая схема холодного кондиционирования включает всего две операции: увлажнение зерна и его отволаживание (отлежку) в бункерах.

После увлажнения влага постепенно проникает в зерно. Вначале она сосредоточена в оболочках. Проникая, в эндосперму, влага способствует ее разупрочнению, образуя в ней закритические напряжения, вследствие повышения градиента влажности и неравномерного набухания биополимеров. Так как, влажность наружных и внутренних слоев эндоспермы различна, набухают они неравномерно, что вызывает напряженное состояние материала. Кроме того, крахмал и белки в клетках эндоспермы каждого слоя набухают также не равномерно. В результате при достижении критических значений напряжения в эндосперме начинается образование микротрещин. Трещины являются капиллярами, по которым влага проникает внутрь зерновки с расклинивающим эффектом. Таким образом, происходят предразрушение и разупрочнение эндоспермы. Для завершения этого процесса требуется время - от нескольких часов до суток и более. По - иному изменяются свойства оболочек. С повышением влажности они пластифицируются, снижается их хрупкость. Это происходит вследствие набухания полисахаридов - гемицеллюлоз, клетчатки и лигнина (Трисвятский Л.А.).

Таким образом, холодное кондиционирование способствует усилению дифференциации структурно - механических свойств оболочек и эндоспермы, что облегчает проведение сортового помола и снижает дробимость оболочек.

Завершает процесс подготовки зерна к помолу дополнительное увлажнение и отволаживание непосредственно перед размолом. Продолжительность отволаживания на заключительном этапе кондиционирования 20-30 минут. За столь небольшое время влага успевает проникнуть в эндосперму, остается в оболочках, что способствует еще большей их пластификации (Личко И.М.)

1.4 Влияние технологических свойств зерна на качество и выход

муки

В мукомольном производстве технологические свойства зерна принято оценивать по выходу и зольности (белизне муки). Выход и качество готовой продукции зависят от особенностей анатомического строения зерна, относительного содержания эндоспермы (ядра), формы и крупности зерна, особенности организации и выделения технологического процесса. На выход и качество муки непосредственное влияние оказывает влажность зерна и способы подготовки его и окончательной переработки (Егоров Г.А.).

Эндосперма - наиболее ценная часть зерна. Чем больше в зерне эндоспермы, тем больше муки можно из него получить. Но количество эндоспермы не единственный показатель определяющий выход муки. Важное значение имеет и его качественная характеристика, в первую очередь его зольность, которая является одним из показателей качества муки. Результаты исследований (Бутковский В.А., Мерко И.Т., Мельников Е.М.), свидетельствуют, что чем выше зольность эндоспермы, тем меньше муки, особенно высшего сорта, можно получить. Зольность - количество золы, образовавшейся при сжигании зерна или других продуктов и вычисленная в процентах к сухому веществу сжигаемого продукта. Зольность анатомических частей зерна неодинакова: наибольшую зольность имеют оболочки с алейроновым слоем, наименьшую - эндосперма.

Зольность, будучи косвенным показателем соотношения частей, зерна, имеет большое значение для контроля степени отделения оболочек эндоспермы и оценки качества муки. Чем выше зольность муки, тем больше в ней содержится оболочек, тем темнее мука и ниже ее сорт.

Зольность служит также важным показателем мукомольных свойств зерна, так как она характеризует качество конечных продуктов переработки. Зольность зерна, как относительный показатель ее качества используют при расчете выхода муки. Зольность зерна зависит от сортовых особенностей и почвенно-климатических условий по произрастанию. Однако из зерна различной зольности необходимо получить муку зольностью не выше нормы.

В последние годы такой показатель качества муки, как зольность успешно заменяется показателем ее белизны, определяемой с помощью специальных приборов - белизномеров (Беркутова Н.С, Швецова И.А., Бутковский Е.А.).

Стекловидность- это важный показатель технологических свойств зерна, который определяет режим подготовки зерна к помолу, к стекловидным зернам относят, зерна которые слабо преломляют луч света при просвечивании, кажутся прозрачными, лучистые зерна не прозрачны и при просвечивании кажутся темными, в разрезе они белые. Встречаются зерна частично стекловидные. Стекловидность, характеризуется структурно механическими свойствами эндоспермы и сопротивляемостью зерна разрушающим усилиям, влияет на интенсивность его измельчения и на условия формирования промежуточных продуктов по их количеству и качеству. Стекловидное зерно вымалывается легче, чем лучистое, и дает большой выход крупок.

Влажность имеет большое значение не только при хранении зерна, но и при его переработке. Следует отличать естественную влажность зерна, с которым оно поступает на предприятие. Хранится и передается на переработку, от так называемой технологической влажности, которая создается искусственно и с которой зерно размалывают.

При сортовом помоле, в процессе гидротермической обработки зерну придают оптимальную влажность, величина которой в зависимости от определенных показателей зерна колеблется от 14,5 до 16,5 и которая предопределяет лучшие результаты его переработки ( Трисвятский Л.А. ).

При гидротермической обработке пшеницы вода в оболочках с развитой капиллярной системой выступает, как пластификатор, способствуя нарастанию пластических деформаций и, следовательно, усилению прочности и вязкости оболочек. Проникновение воды снижает прочность эндоспермы. При переработке зерна повышенной влажности (15,5 - 16,5 %) значительно улучшается качество муки, но снижается производительность мукомольного завода и увеличивается расход электроэнергии на выработку муки. Зерно влажностью свыше 18% практически размолоть в муку невозможно. При переработке сухого зерна с плотностью менее15%, его оболочки легко деформируются, дробятся и, попадая вместе с частицами эндоспермы в муку, резко ухудшают ее качество. Поэтому увлажнению зерна в мукомольном производстве уделяют большое внимание.

Линейные размеры зерна (длина, ширина, толщина) дают представление о его крупности. Размеры зерен пшеницы - толщина от 1,5 до 3,3; ширина от 1,6 до 4,0; длина от 4,8 до 8,0 мм. ( Егоров Г.А.).

При переработке выполненного зерна округлой формы получают больше муки, чем при переработке зерна, имеющего граненую форму и заостренные края.

Если относительное содержание зерен крупной и средней фракции в зерновой партии составляет 85%, то зерно считают однородным или выровненным по крупности. Проход через сито с отверстиями размером 1,72,0 мм относят к неполноценным зернам. Выровненное зерно лучше очищается от примесей, так как можно более точно подобрать соответствующий размер отверстий сит для сепарирующих машин, размер и форму ячеек в триерах, скорость воздушного потока в аспирационных машинах, выбрать рабочие зазоры в измельчающих машинах. Выравненность зерна значительно влияет на выход и качество продуктов измельчения пшеницы. Поэтому на мукомольных заводах зерно сортируют по крупности и выделяют фракцию мелкого зерна. Мелкое зерно имеет очень низкие мукомольные свойства, его присутствие в перерабатываемом зерне существенно снижает выход и качество муки. Поэтому его отбирают проходам через сита с отверстиями размером 2,0 Ч 20 мм или 2,2Ч2,0 и используют для кормовых целей.

Натура - это масса 1 л. зерна, выраженная в граммах. На величину натуры в состоянии свободного уплотнения влияют форма, характер поверхности и влажность зерна, его выравненность, характер и количество примесей (Мерко И.Т.). Зерна округлой формы или с гладкой поверхностью укладываются плотнее, чем удлиненные или с шероховатой поверхностью. При повышении влажности натура зерна уменьшается. Крупные органические примеси уменьшают натуру, минеральные - увеличивают. В однородном по форме и качеству зерне, чем выше натура, тем меньше содержится оболочек и больше эндоспермы, следовательно, тем лучше мукомольные свойства зерна. Таким образом, как следует из обзора литературы, вопросы мукомольного производства изучены достаточно хорошо. Однако в связи с появлением новых сортов пшеницы и увеличения количества мини- мельниц необходимо дальнейшее изучение технологии получения муки. Поэтому тема дипломной работы посвящена изучению особенности получения муки на мини- мельнице ЗАО «Балаково- мука».

2. Краткая характеристика места проведения исследования

Закрытое акционерное общество « Балаково- мука», занимается производством муки высшего и первого сортов. Предприятие находится в девяти километровой зоне от города Балаково, на территории Балаковского элеватора.

Предприятие оборудовано складами для зерна, отрубей и хранения готовой продукции.

ЗАО «Балаково- мука» оснащено чешским оборудованием марки «Прокоп», которое является основным средством производства. Процесс производства на нем полностью механизирован. Здание предприятия имеет три этажа с поэтажным размещением машин.

Поставщиками зерна являются близь лежащие АПК, фермерские хозяйства, а так же сельскохозяйственные предприятия соседних областей.

Максимальное количество зерна, которое мельница может переработать в сутки 50-60 тонн, нов настоящий период предприятие перерабатывает лишь 25 тонн в сутки, из-за отсутствия рынка сбыта продукции и средств на закупку продовольственного зерна. На ЗАО «Балаково- мука» имеется производственная лаборатория, которая оснащена необходимым для контроля за качеством поступающего сырья и готовой продукции.

Трудовые ресурсы составляют 31 человек. Такая численность рабочих оптимальна для предприятия. Продукция предприятия реализуется в городе Балаково и Балаковском районе, а так же в городе Саратове.

3. Цель, задачи и методика исследования

Целью данной работы является изучение технологии производства муки высшего и первого сортов в условиях ЗАО «Балаково- мука». В задачи исследования входило:

1. Изучить качество сырья, поступающего на ЗАО « Балаково - мука».

2. Проанализировать технологию производства муки высшего и первого сортов.

3. Оценить качество готовой продукции.

4. Дать экономическую оценку работы предприятия. Основным сырьем предприятия является зерно, перерабатывающееся за тем в муку, потому поставщиками. Являются близь лежащие хозяйства, а также соседние области, в частности Волгоградская области и Жирновский район. Контроль качества зерна, поступающего на ЗАО «Балаково- мука» осуществляется работниками производственной технологической лаборатории, которая проводит проверку соответствия качества зерна нормам, установленным действующей нормативной документации.

Для проверки соответствия качества зерна требованиям нормативно-технологической документации, анализируют среднюю пробу массой 2,0- 0,1 кг., выделенную из объединенной или средне суточной пробы.

Стандарты на зерно предусматривают определением органолептическим показателем: Запах, цвет, вкус согласно ГОСТ10967-90, а так же физико-химических показателей: влажности, засоренности зерна, выравненности зерна, натуры зерна, зараженности зерна вредителями, повреждения зерна пшеницы клопом- черепашкой, стекловидности, определения типового состава зерна пшеницы, определение качества и количества сырой клейковины, определением числа падения для оценки хлебопекарных свойств пшеницы на ЗАО «Балаково- мука», как правило не проводит.

Определение цвета, вкуса и запаха зерна (ГОСТ10967-90). Для определения цвета берут навеску массой 100 грамм, освобожденного от примесей и при рассеянном дневном свете или при освещении лампами накаливания с использованием расеевателя сравнивают с эталонами зерна. По результатам сравнения зерну исследуемой пробы присваивают ту степень обесцвеченности, которую имеет эталон зерна, наиболее близкий к нему по цвету.

Запах зерна определяют в целом или размолотом зерне.

Лабораторный анализ средней пробы осуществляется по схеме.

Средняя проба

Навеска для определения влажности

Выделение крупной примеси на сите с диаметром отверстия 6 мм

Типовой состав, стекловидность, поврежденность клопом- черепашкой, головневое зерно
Сорная и зерновая
Основное зерно
Навеска для определения засоренности
Смешивание пробы и выделение навесок для анализов
Смешивание пробы и выделение навески и определение натуры
Определение зараженности и металломагнитной примеси.
Органолептический анализ ( цвет, запах, вкус )
Дополнительные навески для определения вредной примеси и особо учитываемых примесей (семена донника, луковички дикого чеснока, гальки).
Навеска для определения клейковины

Запах свежее смолотого зерна ощущается лучше, чем целого, он должен быть свойственным здоровому зерну.

Вкус зерна определяют, согласно стандарту, только при наличии в зерне помытых корзиночек.

Определение влажности зерна. Определение влажности зерна осуществляется согласно ГОСТ 13586.5-93 стандартным методом высушивания в двух параллельных навесок в электрическом сушильном шкафу СЭШ-3М.

Взвешивают чистые бюксы с погрешностью не более 0,01 грамм. Размалывают на лабораторной мельнице навеску зерна массой 20-30грамм. Размолотое зерно просеивают, остаток на сите № 1 не более 5%, проход через сито №8 - не менее 50%.

Помещают размолотое зерно во взвешенные бюксы, доводят до 5 грамм. Бюксы закрывают крышкой и ставят в эксикатор. По достижения в камере сушильного шкафа температуры 130 градусов Цельсия отключают термометр и разогревают шкаф до 140 градусов Цельсия. Затем включают термометр и быстро помещают открытые бюксы с навесками в шкаф. Образец высушивают 40 минут, по окончании высушивания бюксы вынимают из шкафа тигельными щипцами, закрывают крышками, перенося ТВ эксикатор для полного охлаждения.

Охлажденные бюксы взвешивают. Влажность (%) вычисляют по формуле:

100,

где m1, m2- масса навески муки до и после высушивания.

За окончательный результат анализа принимают средний арифметический результатов двух параллельных определений.

Определение засоренности зерна.

Определение проводят по ГОСТ 9353-85. Навеску массой 50 грамм просеивают через сито диаметром 1 мм и разбирают ее на основное зерно, сорную и зерновую примесь.

К основному зерну относят: целые и поврежденные зерна, по характеру повреждений не относящиеся к сорной и зерновой примесям; 50% массы битых и изъеденных зерен не зависимо от характера и размера повреждений, а также зерна семена партии низких классов других зерновых и зернобобовых культур, не отнесенные к сорной и зерновой примесям.

К сорной примеси относят:

весь проход через сита с отверстиями диаметром 1 мм.,

в остаток на сите:

минеральную примесь, органическую примесь семена всех дикорастущих растений;

семена культурных растений, не отнесенных к зерновой примеси; зерна с явно испорченной эндоспермом;

вредную примесь.

К зерновой примеси относят: - половину всех выделенных при анализе зерновых культур, битых и изъеденных зерен не зависимо от характера и размера повреждений, не отнесенных к сорной примеси;- зерна основной культуры с разной степенью повреждений и деформирований, давленные, изеденные, битые, щуплые, просшие;- зерна кцультурных растений, отнесенные к зерновой примесе по стандарту.

Определение натуры зерна

Натуру зерна определяют по ГОСТу 10840-64, она характеризует его выполненность. Натуру, определяют на метровой нурке с падающим грузом.( марки ПХ-1М). Из зерна с высокой натурой получается большой выход муки высшего и первого сортов.

Определение поврежденности зерна пшеницы клопом-черепашкой

Определения проводят по трем признакам повреждения в соответствии с ГОСТ 13586. 4- 83. Из двух навесок массой 10 грамм состоящих только из целого зерна выделяют поврежденные зерна. Их взвешивают и выражают их содержание в процентах по отношению к взятым навескам. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

Определение зараженности зерна вредителями

Зараженность определяют по ГОСТ 13586,4-93,среднюю пробу просеивают на рассеевателе У1-ЕРЗили в ручную, используя набор сит с отверстиями диаметром 2,5 и 1,5 мм. Сход с сита с отверстиями 2,5мм помещают на анализную доску и выявляют наличие крупных насекомых. Обнаруженных насекомых и клещей подсчитывают по отдельным видам.

Проход через сито с отверстиями 2,5мм поместить на белое стекло анализной доски, а проход через сито с отверстиями диаметром 1,5 мм - на черное стекло и рассмотреть под лупой. При этом выделить более мелких вредителей.

Определение стекловидности

Стекловидность определяют по ГОСТ 10987- 76 двумя способами: исследуя визуально срезы зерен (отбирают подряд 100 зерен и разрезают их поперек лезвием) или просвечивают целые зерна с помощью диафаноскопа. После подсчета стекловидных - С и лучистых - М зерен, частично стекловидные - Чс определяют по формуле:

Чс = 100- С+М.

Общую стекловидность (Ос, % ) определяют по формуле:

,

Где Пс -полностью стекловидные.

Определение сырой клейковины в зерне

Для зерна проводят определение количества и качества клейковины по ГОСТ 13586,1-68. Навеску зерна массой 50 грамм, выделяют из зерна, подготовленного к помолу, и размалывают на лабораторной мельнице. Из молотого зерна ( шрота) выделяют навеску массой 25 грамм. Воду для замеса берут в количестве 14 смі и температурой (18± 2 ??) С. Шрот смешивают с водой, тщательно замешивают, скатывают в шарик и кладут на отлежку под стекло на 20 минут. Затем отмывают клейковину под слабой струей водопроводной воды, температурой (18± 2 ) С.

Закончив отмывание клейковины, ее сжимают между ладонями, выворачивая несколько раз пальцами. Далее взвешивают на весах с допустимой погрешностью ± 0,01 г. Содержание клейковины Х (%), рассчитывают по формуле:

где М2 - масса отмытой клейковины, г;

МН - масса шрота взятого для отмывания клейковины, г; Качество клейковины определяют на приборе типа ИДК-1М. Для этого из взвешенной клейковины выделяют навеску массой 4 грамма, обминают ее3-4 раза пальцами и формируют в шарик и помещают на 15 минут в чашку с водой температурой (18± 2 ) С. По результатам определений устанавливают группу качества клейковины.

4. Экспериментальная часть

4.1 Изучение качества сырья поступающего на ЗАО «Балаково-

мука»

При поступлении зерна на мельницу его и тщательно проверяют. Зерно принимают партиями. На каждую партию имеется документ о качестве или сопроводительный документ. Определение качества зерна, поступающего на предприятие, проводит лаборатория предприятия по всем показателям, предусмотренным стандартом. Фактические показатели записывают в журнал и сравнивают со стандартными показателями. Было проанализировано 6 партий зерна поступившего на ЗАО «Балаково- мука».

Таблица 4

Качественные показатели партий зерна, поступившего на ЗАО «Балаково- мука».

номер партии	Натура г\л	Влажность %	Клейковина %	Качество клейковин усл.ед	Сорная примесь %	Зерновая примесь %	Количество проросших зерен%	Стекловидность%	зараженность
1	765	13,5	25	70	0,6	3,0	0,7	47	КЛЕЩ 1 СТЕПЕНИ
2	751	13,5	26	70	0,5	2.5	0,6	44	НЕТ
3	748	13,2	25	80	0,4	3,0	0,5	44	НЕТ
4	740	13,2	26	75	1,0	3,0	2,0	48	КЛЕЩ 1 СТЕПЕНИ
5	751	13,4	25	75	1,5	3,0	1,0	45	НЕТ
6	776	13,5	24	85	0,4	2,4	0,02	43	нет

Данные таблицы свидетельствуют, что натура зерна поступающего на ЗАО «Балаково- мука» колеблется от 776 до 740, что в пределах нормы. Это объясняется тремя причинами различной выполненностью зерна; неодинаковым количественным составом примесей в зерновой массе, разной влажностью зерна. Чем выше натура зерна, тем меньше содержится оболочек и больше эндосперма, следовательно, тем лучше мукомольные свойства зерна.

Влажность зерна в 6 партиях существенно не отличается(13,2- 13,5). Для проведения холодного кондиционирования, при такой влажности зерна наблюдается лучшее поглощение воды. После проведения гидротермической обработки выполненность зерна увеличивается до 14,0 до 16,5%.

Хлебопекарные свойства муки зависят от качества и количества клейковины, которая в партиях зерна варьируется от 24 до 26% и качеством не ниже второй группы. Такое зерно принадлежит ко второму классу, оно обеспечивает выработку муки, удовлетворяющей по этому показателю требованиям стандарта. Повышенное содержание примесей в зерновой массе снижает качество вырабатываемой муки. Примеси могут сделать муку не пригодной для употребления. Наличие примесей, особенно трудноотделимых, приводит к необходимости сложной и многоступенчатой очистки зерна. В данных партиях процент сорной и зерновой примеси не превышает пределов допустимой нормы. Для проросшего зерна характерна повышенная активность ферментов. Зерно имеет низкое качество. Из сильно проросшего зерна хлеб получается глинистым и липким. В зерне, поступающим на переработку, должно быть не более 3% проросших зерен. В нашем случае максимальное количество зерен не превышает 2%, такой процент не повлияет на качество готовой продукции. При измельчении стекловидное зерно превращается в крупки, которые перед дальнейшим размолом сортируются по добротности. Благодаря этому получают большие выходы лучших сортов муки, состоящих практически из центральной части эндоспермы. Зерно мягкой пшеницы делят на три группы стекловидности: высоко стекловидные - более 60%; средне стекловидные - 40-60%; низко стекловидное (лучистое)менее 40%.На данном предприятии зерно со стекловидностью от 48 до 43% и оно считается средне стекловидным.

Зараженность клещами допускается 1 степени, так как клещи - вредители хлебных запасов - менее опасны, чем насекомые.

Таблица 5

Показатели качества зерна (среднее из 6 партий)

Наименование показателя	стандартные	фактические
натура	750	755
Влажность.%	13,5	13,4
Клейковина,%	Не ниже второй группы	75-первая группа
Качество клейковины ,усл. ед.	25	25
Сорная примесь, %	Не более 2	0,7
Зерновая примесь, %	Не более 5	2,8
Стекловидность, %	50-60 мягкая пшеница	45
Количество проросших зерен, %	Не более 3	0,8
Засоренность вредителями	Не допускается, кроме зараженности клещами не выше второй степени	Встречается зараженность клещами первой степени

Анализ средних данных из6 партий зерна показывает что зерно, поступающее на ЗАО «Балаково- мука» соответствует требованиям стандарта.

4.2 Формирование помольной партии

На предприятии используют зерно разных типов и подтипов, старого и нового урожая, хорошего и пониженного качества. Разнокачественность партий зерна усложняет и снижает эффективность процесса его переработки, требует корректировки режимов работы технологических систем. Для обеспечения стабильной работы мельницы, увеличения выработки муки высоких сортов, улучшения ее качества и правильного использования имеющегося на предприятии зерна, смешивая зерно, составляют помольную партию.

Смешивание позволяет правильно и равномерно использовать имеющееся зерно и партии зерна с пониженными технологическими свойствами. Кроме этого при смешивании проявляется смесительная ценность зерна, то есть способность его сделать качество смеси выше ее средне взвешенной величины. Порядок расчета помольной смеси из трех компонентов. Составим помольную партию зерна массой 25 тонн со средневзвешенным значением содержания клейковины 27% из трех компонентов: количество клейковины первой- 29% (безостая1), второй- 26% (саратовская остеестая), третий- 22% (прохоровка)

Таблица 6.

Порядок расчета помольной смеси, состоящий из трех компонентов.

Элементы расчета	Составная часть
	первая	вторая	третья
Содержание сырой клейковины, %	29	26	22
Отклонение по содержанию сырой клейковины от заданной помольной партии
При смешивании составных частей, %: первой и второй и	27-29	27-26
третьей	27-29	-------	27-22
Расчетное соотношение каждой части смеси	6	2	2
Сумма помольной смеси		6+2+2 10
Масса каждой части в помольной смеси

Для проверки правильности расчета по показателю клейковины каждую составную часть выражаем в тонн процентах, затем их суммируем и делим на массу зерна заданной помольнолй партии: тонно-процент

первой части 15

второй части

третьей части ,

всей помольной партии

Проверка правильности определения средневзвешенного содержания сырой клейковины

.

Соотношение частей в помольной смеси составит:

первая часть ,

вторая часть

третья часть .

Таким образом, составленная смесь отвечает требуемым условиям.

4.3 Г.Т.О

Гидротермическая обработка зерна

В процессе подготовки зерна к размолу в муку стремятся придать ему свойства, которые в наибольшей степени способствуют получению нужных результатов. В зерне с естественной влажностью условиях стабильной относительной влажности и температуры среды, влажность оболочек, как правило, ниже, чем влажность эндосперма. При получении сортовой муки такое состояние зерна неблагоприятно для размола. Оптимальным состоянием является такое, при котором оболочки имеют более высокую влажность, чем эндосперм при определенной влажности зерна. Именно к такому состоянию зерна с учетом изменения структурно- механических свойств его составных частей приводит гидротермическая обработка.

Гидротермическая обработка- средство направленного изменения структурно-механических свойств составных частей зерна.

На предприятии ЗАО «Балаково-мука» основным способом влаготепловой обработки зерна является холодное кондиционирование. Оно включает в себя две операции: увлажнение зерна и его отволаживание (отлежку) в бункерах. Зерно увлажняют холодной или подогретой водой. Расход воды составляет 1,0-1,5 литра на кг. При контакте зерна с водой происходит скачкообразное приращение влаги на 3-5%,но,находясь в плодовой оболочке ,влага может легко испариться. Более надежное ее удержание обеспечивается в процессе отволаживания при перемещении влаги в семенные оболочки и алейроновый слой и далее внутрь эндосперма. В производственном помещении, где происходят не прерывный обмен влаги между воздухом и зерном , при выборе режимов гидротермической обработки учитывают параметры окружающей среды так , в летние месяцы сухой и горячий воздух, соприкасаясь с зерновой массой , подсушивает ее , нарушая баланс влаги . В этом случае применяют усиленное увлажнение , а время отвалаживания сокращают . В зимний период для усиления процессов влагопоглощения подогревают зерно перед увлажнением, а в моечную машину подают теплую воду. Продолжительность отвалаживания увеличивают . Оптимальное влажность зерна после кондиционирования определяется его структорно-механическими свойствами . Чем выше стекловидность , тем больше требуется увлажнение зерна по этому зерно по стекловидности делят на три группы - до 40% , от 40 до 60 и более 60% . На данном предприятии используется зерно со стекловидностью от 40 до 50 % . Режимы кондиционирования приведены в таблице.

Таблица 7.

Режимы кондиционирования пшеницы.

Тип зерна	Влажность зерна, %	Продолжительность отволагивания, ч.
1	15,0- 15,5	6- 12
2	14,5-15,0	6- 10
3	15,5- 16,0	6- 16

Непосредственно перед измельчением зерно дополнительно увлажняют на 0,3- 0,5% с доведением его влажности до рекомендуемой правилами. Продолжительность отволаживания на заключительном этапе кондиционирования 20-30 минут. За соль небольшое время влага не успевает проникнуть в эндосперм, остается в оболочках, что способствует еще большей их пластификации.

Увлажняют зерно в специальном увлажнительном аппарате. Он представляет собой разновидность винтового конвейера - шнек, в котором зерно перемешивается с водой и транспортируется к выходу.

4.4 Схема технологического процесса

Совершенное технологическое оборудование и научно обоснованные принципы технологии позволяют осуществить эффективную переработку зерна на мини- мельнице ЗАО «Балаково- мука» в муку высокого качества. Привод осуществляется от электрического двигателя. Предварительно очищенное зерно подают из элеватора на мукомольный завод цепными конвейерами 1 и загружают в силосы 2.Силосыоборудованы датчиками верхнего и нижнего уровней, которые связаны с центральным пунктом управления. Зерно из каждого силоса выпускают через самотечные трубы, снабженные электропневматическими регуляторами потока зерна 3. С помощью регуляторов и винтового конвейера 4 в соответствии с заданной рецептурой и производительностью формируют помольные партии зерна.

Каждый поток зерна проходит магнитные сепараторы 5, подогреватель зерна 6 (в холодное время года) и весовой автоматический дозатор 7. Далее зерно подвергают многостадийной очистке от примесей. В зерноочистительном сепараторе 8 отделяют крупные, мелкие и легкие примеси. В камнеотделительной машине 9 выделяют минеральные примеси. Затем зерно очищается в дисковых триерах: куколеотборнике 10 и овсюгоотборниках 11, а также в магнитном сепараторе. Наружную поверхность зерна очищают в вертикальной обоечной машине 12, а с помощью воздушного сепаратора 13 отделяют аспирационные относы.

Далее зерно через магнитный сепаратор попадает в машину мокрого шелушения 14, а после гидрообработки системой винтовых конвейеров 15 и 17 зерно распределяется по силосам 18 для отволаживания.

После отволаживания зерно через регулятор расхода, винтовой конвейер 19 и магнитный аппарат поступает в обоечную машину 20 для обработки поверхности, а затем в воздушный сепаратор 21 для выделения легких примесей. Далее через магнитный аппарат его подают в увлажнительный аппарат 22 и бункер для для кратковременного отволаживания. Затем зерно взвешивают на автоматическом весовом дозаторе 24 и через магнитный аппарат направляют на измельчение в первую драную систему. В каждую драную систему входят вальцовые станки 25, рассевы драных систем 26, рассевы сортировочные 27 и ситовеечные машины 28. Сортирование продуктов измельчения драных систем осуществляют последовательно в два этапа с получением на первом этапе крупной и частично мелкой крупок, дунстов и муки. В ситовеечных машинах 28 обогащают крупки и дунсты 1, 2 и 3 драных систем и крупку шлифовального процесса. Обработке в шлифовальных вальцовых станках 29 подвергают крупную и среднюю крупку 1, 2 и 3 драных систем после ее обогащения в ситовых машинах 28. Верхние сходы с сит рассевов 3 и 4 драных систем направляют в бичевые вымольные машины 33, проход последних обрабатывают в центрифугах 34.

В рассевах 30, 32 и 35 из продуктов измельчения высевают муку, которая поступает в винтовой конвейер 36. Из него муку подают в рассевы 37 на контроль, что бы обеспечить отделение посторонних частиц и требуемую крупность помола. Далее муку через магнитный аппарат и весовой дозатор 38 распределяют в функциональные силосы 39. Из них обеспечивается бестарный отпуск готовой муки, либо с помощью весовыбейного устройства 40, муку фасуют в мешки, которые конвейером 41 также передают на транспорт для отгрузки.

4.5 Оценка показателей качества муки

Одно из основных, наиболее ответственных работ отдела технического контроля заключается в правильном определении нормы выхода муки, отрубей и отходов.

Базисные нормы продуктов переработки установлены для основных продуктов, побочных продуктов и отходов с учетом механических потерь и усушки. Пользуясь данными лаборатории ЗАО «Балаково- мука», сравним фактический выход продукции с расчетным.