Анализ производства муки

Содержание

Введение

1. Химический состав зерна и пшеничной муки

1.2 Этапы подготовки зерна к помолу

1.3 Влияние технологических свойств зерна на качество и выход муки

2. Анализ производства муки на ЗАО «Балаково-мука»

3. Формирование помольной партии

4. Г.Т.О.

5. Схема технологического процесса.

5.1 Определение нормы выхода муки

6. Экономика

7.Экология

8. Безопасность жизнедеятельности

Выводы

Предложения для модернизации производства

Список литературы

Введение

Развитие мукомольной промышленности было важнейшим звеном в развитии техники в целом. Это легко объяснимо. Ведь первой основной потребностью человека, как всякого живого организма, является питание, для поддержания жизни Хлеб со времен оседлости человека служит основной частью пищи, поэтому технология переработки зерна в муку играла и играет большую роль в развитии производственных сил общества. Развитие техники данного производства сопровождалось многими выдающимися открытиями в области механики, которые способствовали изобретению большого числа разнообразных машин. С появлением мельниц возникла мукомольная промышленность. Теория и практика технологии производства 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.

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. 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.(Кретович Н.И.; Егоров Т.А.; Беркутова Н.С; Швецова И.А.)

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, эндосперм	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 эндосперма, 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 эндосперм	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 биологически ценных веществ в субалейроновом и алейроновом слоях эндосперма. 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.

1.2 Этапы 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 (БутовскийВ.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 комбинированные воздушно- ситовые сепараторы (А1-БИС-100).

Технологическая схема А1-БИС l - исходное зерно, ll - крупные примеси, lll - мелкие примеси, Vl - очищенное зерно, V- легкие примеси. Легкие примеси выделяют в воздушных сепараторах потоками воздуха, движущегося со скоростью, достаточной для уноса легких примесей и недостаточной для уноса зерна. Минеральные примеси выделяют по 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.

Технологическая схема концентратора типа А1-БЗК. 1,2 -ситовые рамы.3- регулировочный клапан. I - исходное зерно, II - тяжелая фракция зерна,III - легкая фракция зерна,IV - трудноотделимые примеси, V - мелкие примеси, VI - легкие примеси.

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.).

Технологическая схема магнитного сепаратора У1-БММ 1- приемный патрубок,2- распределительный конус, 3,5 - магниты,4- диамагнитный диск, 6 - выпускной конус I-исходная мука, II- очищенная мука, III- металлические примеси.

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.).



Технологическая схема обоечной машины РЗ-БГО-6 1- приемное устройство, 2- бичевой ротор, 3- сетчатый цилиндр, 4- пневмосепарирующий канал, 5- подвижная сетка. I - исходное зерно, II - продукты шелушения, III - очищенное зерно, IV - воздух с легкими примесями.

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.).



Технологическая схема моечной машины Ж9- БМА.1-приемная воронка, 2- задвижка, 3- шаровое основание, 4- ось, 5- приемный ковш, 6- верхние шнетки, 7 - нижние шнетки, 8- ижекторная труба, 9-выход мелких примесей, 10 - ситовой цилиндр, 11- бичевой ротор. I -исходное зерно, II- легкие примеси, III- вода, VI - воздух,V - очищенное зерно.

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 эндосперма и оболочек зерна. Оболочки, обладая большим сопротивлением к измельчению, дробятся в меньшей степени, чем эндосперм, и чем больше разница их прочностных свойств, тем эффективнее последующее разделение. У сухого зерна различие в прочностных свойствах эндосперма 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 эндосперм, 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 эндосперм, остается в оболочках, что способствует еще большей их пластификации (Личко И.М.)

1.3 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.). 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 - эндосперм. 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.

Таблица 4. Зольность зерна мягкой пшеницы, %, на абсолютно сухое вещество

зольность	зерно	эндосперм	Оболочки с алейроновым слоем	зародыш
максимальная	2,03	0,51	9,83	6,08
средняя	1,95	0,46	8,49	5,98
минимальная	1,81	0,38	7,54	5,11

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, мучнистые 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 мучнистое, 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 эндосперма. 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 ? 20 мм или 2,2?2,0 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. Анализ производства муки на ЗАО «Балаково- мука»

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. Максимальное количество зерна, которое мельница может переработать в сутки 50-60 тонн, но в 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. Лаборатория оснащена необходимым оборудованием для контроля качества поступающего сырья и готовой продукции. Трудовые ресурсы предприятия ЗАО «Балаково- мука» составляют 31 человек. Такая численность рабочих оптимальна для предприятия. Продукция предприятия реализуется в городе Балаково и Балаковском районе, а так же в городе Саратове. Целью данной работы является изучение технологии производства муки высшего и первого сортов в условиях ЗАО «Балаково- мука». Основным сырьем предприятия является зерно. Поставщиками зерна являются близь лежащие хозяйства, а также хозяйства соседних областей, в частности Волгоградской области и Жирновского района. 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 среднесуточной пробы. Стандарты на зерно предусматривают определенные органолептические показатели: Запах, цвет, вкус согласно ГОСТ10967-90, а так же физико-химические показатели: влажность, засоренность зерна, выравненность зерна, натуры зерна, зараженность зерна вредителями, повреждения зерна пшеницы клопом- черепашкой, стекловидность, определения типового состава зерна пшеницы, определение качества и количества сырой клейковины. Определению анализируемых показателей качества зерна пшеницы и готовой продукции осуществляется по ГОСТ, в производственно-технической лаборатории:

Схема 1 Схема выделения навесок из средней пробы для анализа

ГОСТ-10967-90 Зерно. Методы определения запаха и цвета

ГОСТ-10840-64 Зерно. Методы определения натуры

ГОСТ-10987-76 Зерно. Методы определения стекловидности

ГОСТ-13586.1-68 Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице

ГОСТ-13586.4-83 Зерно. Методы определения зараженности и поврежденности вредителями

ГОСТ-13586.5-93 Зерно. Методы определения влажности

ГОСТ - 30483-97 Зерно. Методы определения общего и фракционного содержания сорной и зерновой примесей; содержание мелких зерен и крупности; содержание зерен пшеницы, поврежденных клопом черепашкой; содержание металломагнитной примеси

Методика определения:

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. Запах зерна определяют в целом или размолотом зерне. Запах свежее смолотого зерна ощущается лучше, чем целого, он должен быть свойственным здоровому зерну. ГОСТ 10967-90. Исследуем запах зерна. Средний образец зерна (размолотого) согреваем дыханием и исследуем на присутствие постороннего запаха. Определения влажности зерна. Определение влажности зерна осуществляется согласно ГОСТ13586.5-93 стандартным методом высушивания двух параллельных навесок в электрическом сушильном шкафу СЭШ-ЗМ. 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 примеси, которые по своим свойствам и составу не могут быть использованы вместе с зерном основной культуры. Нормальные и частично поврежденные зерна основной культуры и других культурных растений, которые по своей ценности близки к основному зерну. Зерновая примесь, имея некоторую пищевую и кормовую ценность, в меньшей степени отражается на качестве основного зерна, чем сорная.

Таблица 5. Способы удаления компонентов зерновой примеси.

примеси	Способ удаления
Крупные мелкие(по ширине и толщине)	Ситовое сепарирование
легкие	Аэродинамическое воздействие
Укороченные и удлиненные.	Ячеистое сепарирование
Трудноотделимые.	Фракционное сепарирование
Металломагнитные.	Магнитное сепарирование

Натура зерна - это масса 1л зерна, выраженная в граммах. На величину натуры в состоянии свободного уплотнения влияют: форма и характер поверхности, влажность зерна, его выравненность, характер и количество примесей (ГОСТ 10840-64). Натуру зерна определяют- в литровой пурке с падающим грузом (марки ПХ-1М). Из зерна с высокой натурой получается большой выход муки высшего и первого сортов. Ё12Определение стекловидности ГОСТ 10987-76. Выделяем без выбора 100 зерен, разрезаем лезвием поперек и относим к одной из групп по стекловидности (стекловидное, частично стекловидное, мучнистое). Общую стекловидность вычисляют по формуле:

,

Где Пс - полностью стекловидные

После подсчета стекловидных - С и мунчистых - М зерен, частично стекловидные - Чс определяют по формуле:

Чс = 100- С+М.

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 см? 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 ее 3-4 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.

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-ЕРЗ или 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.

3. Формирование помольной партии

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.

На пути движения от поля до потребителя оценка качества зерна проводится по нескольким стандартам. Государственные закупки проводятся по стандартам на зерно заготовляемое. Хлебохранилища передают 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, 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.

Были проанализированы партии зерна, поступающие на ЗАО "Балаково-мука"

Основным методом был сравнительно-анатомический и лабораторный. На их основе дана оценка качества поступающего зерна на ЗАО "Балаково-мука"; эффективность подготовки зерна к помолу, выявлены особенности технологии производства, определены основные показатели качества зерна и муки, дана экономическая оценка предприятию.

Было проанализировано 6 партий зерна поступившего на ЗАО «Балаково- мука». Таблица 6 Качественные показатели партий зерна, поступившего на ЗАО «Балаково- мука».

№ партии	Сорт, год	Натура г\л	Влажность %	Клейковина %	Качество клейковин усл.ед	Сорная примесь %	Зерновая примесь %	Количество проросших зерен%	Стеклов идность%	зараженность
1	Саратовская Остеестая 2007г	765	13,5	26	70	0,6	3,0	0,7	47	КЛЕЩ 1 СТЕПЕНИ
2	Безостая1, 2007г	751	13,5	28	70	0,5	2.5	0,6	44	НЕТ
3	Прохоровка. 2007г	748	13,2	20	80	0,4	3,0	0,5	44	НЕТ
4	Безостая1, 2007г	740	13,2	26	75	1,0	3,0	2,0	48	КЛЕЩ 1 СТЕПЕНИ
5	Саратовская Остеестая 2007г	751	13,4	27	75	1,5	3,0	1,0	45	НЕТ
6	Прохоровка. 2007г	776	13,5	22	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 колеблется от 20 до 28% 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 эндосперма. Зерно мягкой пшеницы делят на три группы стекловидности: высоко стекловидные - более 60%; средне стекловидные - 40-60%; низко стекловидное (мучнистое) менее 40%. На данном предприятии зерно со стекловидностью от 48 до 43% и оно считается средне стекловидным. Зараженность клещами допускается 1 степени.

Таблица 7 Показатели качества зерна,поступившего на ЗАО «Балаково-мука» (средние показатели из 6 партий)

Наименование показателя	стандартные	фактические
натура	750	755
Влажность,%	13,5	13,4
Качество клейковины усл. ед.	25	25
Клейковина,%	Не ниже второй группы	75-первая группа
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 из 6 партий зерна показывает что зерно, поступающее на ЗАО «Балаково- мука» соответствует требованиям стандарта. На предприятии используют зерно разных типов и подтипов, старого и нового урожая, хорошего и пониженного качества. Разность качества зерна партий 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 26% из трех компонентов: количество клейковины первой- 28% (Безостая1), второй- 26% (Саратовская Остеестая), третий- 20% (Прохоровка)

Таблица 8 Порядок расчета помольной смеси, состоящий из трех компонентов.

Элементы расчета	Составная часть
	первая	вторая	третья
Содержание сырой клейковины, %	28	26	20
Отклонение по содержанию сырой клейковины от заданной помольной партии
При смешивании составных частей, %: первой и второй и	26-28=2	26-24=2
третьей	26-24=2	-------	26-20
Расчетное соотношение каждой части смеси	6	2	2
Сумма помольной смеси		6+2+2 10
Масса каждой части в помольной смеси

Расчет проводят только по одному показателю, подчиняющегося правилу смешивания (по стекловидности, выходу клейковины, зольности). Для проверки правильности расчета по показателю клейковины каждую составную часть выражаем в тонно-процентах. Затем составные части суммируем и делим на массу зерна заданной помольной 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 .

При составлении помольной смеси нередко предпочтение отдают методу, основанному на личном опыте технолога и его информации о качестве зерна. Несмотря на очевидную простоту, этот метод субъективен.

4. 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. Таблица 9. Поглощение воды, % от массы зерна, при различной температуре воды (по Л.Е Айзиковичу).

Продолжительность пребывания зерна в воде, с	Поглощение воды при температуре, градусы С.	Продолжительность пребывания зерна в воде, с	Поглощение воды при температуре, градусов С
	6	27		6	27
До10	4,1	4,5	60	5,5	7,3
10	4.1	5,1	300	5,7	8,9
20	4,6	5,6	600	6,2	9,9
40	5,4	6,5

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. 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 эндосперм.

Технологическая схема увлажнительного аппарата А1-БАЗ

1-шнек,2-вентиль,3-манометр,4-редукционный клапан,5-фильтр,6-электромагнитный вентель,7-панель,8-распределительная коробка,9-ротометр,10- регулирующий вентель,11-спускной кран,12-форсунка А1-БАЗ,13- индикатор наличия зерна,14-компрессор,15- форсунка А1-БАЗ, I -исходное зерно, II -воздух,III-вода, IV-электрический ток, V-очищенное зерно.

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 10 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 столь 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.

5. 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. Технологический процесс работает в следующей последовательности: привод осуществляется от электрического двигателя. Предварительно очищенное зерно подают из элеватора на мукомольный завод цепными конвейерами 1 и загружают в силосы 2.Силосы оборудованы 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 машине12, а с помощью воздушного сепаратора 13 отделяют аспирационные относы.