Верещинський О.П., д.т.н., генеральний директор (ТОВ «ОЛИС», м. Одеса);

Янюк Т.І., к.т.н., доцент (НВПТ, м. Київ);

Пірус Ю.Б., директор з розробок та впроваджень (ТОВ «ОЛИС», м. Одеса).

Як відомо, продукти переробки зерна вівса займають дедалі більшу частину раціону харчування людей. Овес використовують для виробництва різних пластівців, толокна та борошна. Висока харчова та біологічна цінність цих продуктів затребувана у дитячому, дієтичному та геріатричному харчуванні.

Основою виробництва харчових продуктів із зерна вівса є не дроблена вівсяна крупа, технологія отримання якої досить добре обґрунтована наукою, освітлена в літературі і реалізована на багатьох підприємствах. Незважаючи на це, в сучасній практиці переробки вівса існують певні труднощі, зумовлені особливою будовою зерна цієї культури, а також новими вимогами в умовах господарювання переробних підприємств, що змінилися.

Анатомічною особливістю зерна вівса є те, що під його квітковими оболонками розташовані короткі волоски опушення (пух), що покривають всю поверхню ядра. Їх вміст сягає 1,5…2,0 % маси зерна. Наявність волосків опушення у продуктах лущення призводить до налипання пуху на робочі органи та внутрішні поверхні обладнання, знижуючи ефективність його роботи, що потребує періодичних аварійних зупинок для зачистки. При попаданні в готову продукцію волоски опушення погіршують її споживчі властивості та зовнішній вигляд. Традиційні технології переробки вівса передбачають виділення волосків опушення в суміші з лузгою за допомогою остеломачів і аспіраторів або тільки аспіраторів, але з наступним шліфуванням крупи в машинах з абразивними робочими поверхнями. Через високий вміст клітковини отриманий продукт (лузги) має низьку кормову цінність і як кормовий компонент з рядом обмежень може бути використаний тільки для великої рогатої худоби. У сучасних умовах господарювання таке використання лузги позбавлене доцільності. Разом з тим переробка вівса в продукти харчування пов’язана з необхідністю використання значної кількості теплової енергії, зокрема, для отримання пари. Наявний досвід переробних підприємств підтверджує економічну доцільність використання з цією метою вівсяного лушпиння як твердого палива. Однак, як показують наші спостереження, спалювання лузги, що містить волоски опушення, зумовлює низьку ефективність використання палива та підвищений викид шкідливих речовин в атмосферу. У таких умовах стає актуальною задача відбору волосків опушення у максимально чистому вигляді та пошуку напряму їх раціонального використання.

В результаті досліджень режимів обробки продуктів лущення вівса нами був розроблений пуховідділювач марки МВП (Рис. 1), а також відповідна технологічна схема (Рис. 2), що дозволило забезпечити роздільне виділення волосків опушення (разом з незначною кількістю дрібних частинок квіткової оболонки) та лузги (практично повністю позбавленої пуху). При цьому, в результаті роботи пуховідділювача пропорційно збільшення коефіцієнта лущення зерна спостерігалося деяке збільшення вмісту битих зерен. Однак кількісних змін у виході крупи не виявлено.

Рис. 2 Технологічна схема етапу лущення зерна вівса:
1- бункер; 2 – відцентровий лущильник ШЦО-1;
3 – пуховідділювач МВО-3,0-01; 4 – пневмосепаруючий канал ВСО-4ОО;
5- аспіратор АСС-5,0; 6- аспіратор АСС-2,5; 7 – просіювач БМ-1,2.

Аналіз хімічного складу виділеного пуху (Табл. 1) пояснює проблеми, що існують у спалюванні лузги з його вмістом, а також показує, що зазначений продукт є істотним джерелом поживних речовин і може використовуватися в комбікормової промисловості як цінну сировину.

Таблиця 1. Хімічний склад волосків опушення вівса.

Верещинський О.П. – Доктор технічних наук, генеральний директор ТОВ «Олис», м. Одеса;

Шевченко О.В. – Начальник відділу розробок та впроваджень ТОВ «Олис», м. Одеса

Як відомо, пшоно, що виробляється за традиційною технологією, є зерном проса, повністю звільненим від квіткових і частково від насіннєвих і плодових оболонок, алейронового шару і зародка. Квіткові оболонки проса жорсткі, більш ніж наполовину складаються з клітковини, тому підлягають повному видаленню. Зародок і алейроновий шар проса містять темний і нестійкий при зберіганні жир, тому зазначені складові разом з насіннєвими і плодовими оболонками переважно видаляються шліфуванням. Шліфоване пшоно набуває яскравого кольору та виїмки в місці, де розташовувався зародок. Базисними нормами виходу під час переробки проса передбачено отримання 11,5% кормових продуктів, що є дроблянка і мучка, утворену частинками ядра внаслідок його лущення та шліфування. Тим не менш, термін зберігання пшона – один із найнижчих серед хлібопродуктів і становить 6 місяців.

Разом з тим, плодові та насіннєві оболонки проса, що становлять 3-5% від маси зерна, є джерелом цінних мікроелементів (фосфор, магній, цинк, мідь, йод та ін.). Зародок, що становить 4-6% від маси зерна, алейроновий шар багаті вітамінами В1, В2, РР і фолієвою кислотою. Таким чином, зберігши зазначені анатомічні частини у складі крупи, можна не тільки істотно підвищити її вихід, але й отримати цінний нерафінований продукт для органічного харчування. При цьому повне звільнення ядра від квіткових оболонок з мінімальним пошкодженням поверхні і особливо зародка має забезпечити гідні споживчі властивості та товарний вид крупи, а також тривалі терміни її зберігання. Проте задля досягнення зазначеної мети, тобто отримання пшона-дранця як кінцевого продукту переробки для харчових потреб, необхідно вирішити задачу повного видалення квіткових оболонок зерна проса без використання операції шліфування, причому процеси лущення повинні проводитися з мінімальним травмуванням ядра.

Нашими дослідженнями [2] встановлено, що щадні режими лущення проса ефективно реалізуються шляхом застосування валкових лущення з робочою поверхнею валків, виконаної сучасними полімерними зносостійкими матеріалами. Застосування двох систем лущення, реалізованих за допомогою валкових лущення, забезпечує коефіцієнт лущення зерна близько 93% без його попереднього фракціонування. У цьому доцільне значення коефіцієнта лущення першої системі становить близько 70%. Через незначне збільшення лущених зерен застосування наступних систем лущення визнано недоцільним. Надалі повне видалення квіткових оболонок забезпечується операцією шліфування, що виконується в лущильно-шліфувальних машинах з абразивним ротором.

Рішення поставленої у цій роботі завдання вимагало розробки методу, що дозволяє повністю звільнити всі зерна проса від квіткових оболонок без використання операцій шліфування. В результаті пошукових досліджень було встановлено, що поділ лущених і не лущених зерен з високою чіткістю може бути виконано на сортувальних системах. Обов’язковою умовою для забезпечення такого поділу є калібрування зерна проса на 4-5 фракцій з подальшим лущенням та сортуванням кожної фракції. При просіюванні використовуються сита з круглими отворами, причому сортувальні сита для кожної з фракцій встановлюються на один номер менше, ніж калібрувальні сита, сходом з якого отримана дана фракція.

У табл. 1 наведено результати калібрування двох різних зразків проса 1 класу, ІІІ типу – зразок 1 та ІІ типу – зразок 2. З наведених даних видно, що різні партії проса вимагають індивідуального підбору сит для виконання цієї операції. Однак в обох зразках прохід сита Ø2,1 представлений квітковими оболонками, дрібними обваленими зернами, вістряком тощо, який при подальшій переробці повинен бути направлений у відходи.

Таблиця 1. Результати калібрування зерна проса

Результати лущення найбільш представницьких фракцій зразків проса 1 і 2, що виконується послідовно на трьох системах, представлені в табл. 2. Як видно, лущення каліброваного зерна проса відрізняється високою ефективністю. При цьому вихід пшона-дранця після третьої системи лущення склав відповідно 78,9% та 81,1%. Причому у пшоні, отриманому зі зразка 1, битих ядер – до 1%. У пшоні, отриманому із зразка №2, битих ядер не виявлено.

Таблиця 2. Результати лущення зерна проса

З урахуванням проведених пошуків розроблено технологічну схему рушального процесу вироблення пшона-дранця (рис. 1). Результати стендових випробувань підтвердили доцільність другої лущильної системи, незважаючи на її низьке завантаження. Забезпечення відсутності у крупі нелущених зерен потребує більш «жорсткого» режиму обробки сходової фракції сортувальної системи.

Рис.1. Принципова технологічна схема рушального процесу вироблення пшона нешліфованого:

1 – валковий лущильник; 2- аспіратор; 3 – секція розсійника

Переробка очищеного зерна проса за новою технологією забезпечує вихід пшона-дранця до 80%. Поряд із максимальним використанням потенціалу зерна на харчові цілі така технологія дозволяє виробляти крупу з повною відсутністю зерен, що містять квіткову оболонку (рис. 2), не вдаючись до використання оптичних сортувальників. Наведені результати дозволяють рекомендувати розроблену технологію для вироблення нового органічного виду крупи – пшоно нешліфоване, або пшоно-дранець.

Рис.2. Продукти переробки проса: пшоно нешліфоване та лузга

 ЛІТЕРАТУРА

• Крошко Г.Д. Правила організації і ведення технологічного процесу на круп’яних заводах. [Текст]/Г.Д. Крошко [та ін]. – К.: «Віпол», 1998.– 145 с.
• Гринберг Е.Н. Производство крупы [Текст]/Е. Н. Гринберг. –М.: «Агропромиздат», 1986. – С.89-92.

Опубліковано за матеріалами
«Зберігання та переробка зерна»
науково-практичний журнал
№1 (198) січень 2016

Практика впровадження інновацій у технології виробництва круп.

Шевченко О.В., начальник відділу розробок та впровадження ТОВ «ОЛИС»

  Розглядаючи інновації в технологіях виробництва круп, у першу чергу необхідно згадати про оптичні сортувальники. Безперечно це нова, дуже передова технологія, що інтенсивно розвивається, з одного боку. З іншого боку, вже є досвід експлуатації таких машин у промисловості, що дозволяє визначити рамки їхнього ефективного використання. Оптичний сортувальник – це машина, яка як ознака подільності використовує, в основному, відмінність у кольорі і тим цінна, що жодна з традиційних машин не використовує цієї ознаки. Однак вибираючи сепаруючу машину, необхідно розуміти наскільки ознака ділимості, що використовується машиною, відповідають цілі сепарування. Частою помилкою застосування оптичних сортувальників є те, що поділом за кольором намагаються розділити те, що за кольором не можливо розділити, зате з високою ефективністю розділюється за традиційними ознаками і до того ж традиційними сепаруючими машинами. Тому рамки ефективної роботи оптичних сортувальників з урахуванням їхньої високої вартості — це все-таки не заміна традиційних операцій сепарування, а їхнє доповнення. Виходячи з накопиченого досвіду в більшості технологій виробництва традиційних для нашої країни — це кінцеві операції з доведення якості окремих партій готової продукції.

Далі хочу Вам запропонувати короткий огляд інновацій, які останнім часом знаходять застосування у практиці виробництва круп.

 Технологія переробки гречки. Однією з важливих складових успіху переробки гречки є ефективність виконання операції калібрування зерна, яка визначає ефективність лущення, виділення необрушених зерен на сортувальних системах і вміст їх у готовій крупі. З іншого боку, всі перелічені операції надають прямий вплив як на якість, а й у вихід крупи. Відповідно до «Правил організації та ведення технологічного процесу» рекомендовані значення недосівів в залежності від фракцій крупності зерна знаходяться в межах від трьох до шести відсотків. Наші дослідження показали, що підвищення якості та виходу крупи-ядриці насамперед пов’язане із суттєвим підвищенням цих показників. Аналіз партій зерна гречки, що вирощується в Україні, Росії, Казахстані, Польщі, Білорусії та країнах Прибалтики показує широкий діапазон зміни крупності зерна та відсоткового вмісту окремих його фракцій. Проведений аналіз підтвердив доцільність фракціонування зерна гречки на шість фракцій, а в деяких випадках навіть на сім. Матеріальні баланси переробки партій зерна різного фракційного складу показали структурні протиріччя традиційної організації виробничого процесу, реалізованого у межах прийнятих режимів та технологічних схем розсіювання БРУ. Усунення виявлених протиріч вимагало розробити нові режими переробки та дев’ять оригінальних технологічних схем розсіву, що дозволяють ефективне виробництво гречаної крупи у всіх досліджуваних зонах зростання сировини. Таким чином, удосконалена технологія рушального етапу спільно з раціональними режимами етапу ВТО дозволяють при переробці кондиційного зерна добиватися виходу крупи ядриці 72-74%, що на 10-12 % вище базисної норми виходу.

 Переробка вівса

Стосовно переробки вівса хочеться зазначити два аспекти.Традиційно, поділ продуктів лущення вівса на ядро та необрушені зерна сьогодні проводиться у падді-машинах. Чіткість такого поділу визначає якість крупи за вмістом необрушених зерен та вівсяних пластівців – за вмістом квіткових плівок. Часто ефективність зазначеної операції забезпечується зниженням продуктивності всього крупоцеху. Однак, до широкого застосування падді-машин поділ продуктів лущення вівса у вітчизняній переробці здійснювався на трієрах-вівсюговідбірниках. Чіткість поділу в трієр значно нижче, ніж в падді-машині, тому додатково до основної трієрної системи в схему переробки включали контрольний трієр. Незважаючи на це, трієра таки поступилися цією операцією падді-машинам. Однак на відміну від падді-машин трієри – не продукують динамічних навантажень, менше за габаритами та значно дешевше, що дає підстави їх використовувати як попередній сортувальник. Промислова апробація способу поділу продуктів лущення вівса із застосуванням трієра та падді-машини показала його ефективність. При забезпеченні вмісту необрушених зерен у ядрі до нуль цілий чотири десятих відсотки дозволяє збільшити продуктивність операції поділу на двадцять-тридцять відсотків.

Анатомічною особливістю зерна вівса є те, що під його квітковими оболонками розташовані волоски опушення (пух), що покривають всю поверхню ядра. Їх вміст сягає 1,5…2,0 % маси зерна.

Аналіз хімічного складу виділеного пуху пояснює проблеми, що існують у спалюванні лушпиння з його вмістом, а також показує, що зазначений продукт є істотним джерелом поживних речовин і може використовуватися в комбікормової промисловості як цінна сировина. Тому волоски опушення необхідно виділяти не тільки з ядра вівса, але і з лузги. Для цих цілей наша компанія до схеми переробки вівса включає спеціально розроблену машину.

 Переробка кукурудзи

  Як відомо, при виробництві кукурудзяної крупи сьогодні використовують дві принципово різні технології — традиційну та порівняно нову. Традиційна технологія передбачає первинне подрібнення зерна в дежермінаторах ударної дії та виділення зародка на пневмостолах. Нова технологія реалізується за допомогою дежермінаторів стираючої дії, де в результаті силових впливів зародок подрібнюється і виводиться з процесу переробки через ситову обичайку, тобто може бути використаний у подрібненому вигляді тільки на кормові цілі.

Таким чином, у новій технології операції відділення зародка на пневмостолах не застосовуються. Однак, залежно від сортової приналежності, умов проростання та післязбиральної обробки партії зерна кукурудзи відрізняються різним вмістом рогоподібного та борошнистого шару в ендоспермі. При переробці за новою технологією борошнистий шар ендосперму, через свою низьку міцність, подрібнюється разом із зародком і прямує у відходи, тобто не може бути використаний на харчові цілі. Тому нову технологію слід вважати прогресивною та виправданою для переробки кукурудзи із значним вмістом рогоподібного ендосперму та за умови відсутності мети в отриманні зародка як окремого продукту. Не дивлячись на значні витрати енергії в стираючих дежермінаторах, а це близько 10,0 кВт на тонну зерна, такі виробництва компактні і їх виправдано впроваджувати за умови забезпечення сировиною необхідної якості. Для переробки зерна, із значним вмістом борошнистого шару, саме таке зерно становить основу вітчизняної сировинної бази, перевагу слід віддавати традиційної технології. Дана технологія дозволяє борошнистий шар ендосперму частково включити до складу крупи і борошна, а також зберегти зародок, забезпечивши вищий вихід харчових продуктів, а отже, і економічну ефективність переробки. В Україні більшість крупоцехів із переробки кукурудзи реалізують традиційну технологію. Однак проблемою є те, що на момент їх створення ця технологія не була достатньо обґрунтованою, а багато методів її реалізації існували на рівні припущень. Результати експлуатації таких крупоцехів сформували думку про недосконалість розглянутої технології та необхідність її вдосконалення. Багато експериментуючи в галузі технологій виробництва круп, наша компанія до теперішнього часу сформувала уявлення про раціональну технологію переробки кукурудзи на крупу та борошно. Основою такої переробки є:

• попереднє лущення зерна, що дозволяє знизити ударні навантаження при первинному подрібненні, це підвищує ефективність крупоутворення і зберігає зародок в цілому вигляді;
• виключення заворотів продуктів у системах відбору зародка на пневмостолах, за рахунок контрольних систем;
• використання плющильних та шліфувальних систем для збагачення дрібних продуктів.

Перелічені інновації неодноразово апробувалися у стендових умовах та на виробництві. Проте, здебільшого через організаційні причини така технологія досі не була реалізована в повному обсязі. Проте ми готові створювати нові виробництва та реконструювати вже існуючі, які забезпечать ефективну переробку зерна кукурудзи будь-якої якості, включаючи навіть ефективну боротьбу з чорними включеннями у крупі, тобто подрібненим гілярним шаром зернівки.

У рамках цієї доповіді хочу Вам також повідомити про позитивні результати розробки та виробничу апробацію двох нових технологій. Це отримання пшона-дранця для харчових цілей та гороху колотого не шліфованого.

Переробка проса

Пшоно, що виробляється за традиційною технологією, є зерном проса, повністю звільненим від квіткових оболонок і майже повністю від насіннєвих і плодових оболонок, алейронового шару і зародка. Однак, плодові та насінні оболонки проса є джерелом цінних мікроелементів (фосфор, магній, цинк, мідь, йод та ін), а зародок і алейроновий шар багаті вітамінами В1, В2, РР і фолієвою кислотою. Таким чином, зберігши зазначені анатомічні частини у складі крупи, можна не тільки істотно підвищити її вихід, а й отримати цінний продукт для органічного харчування. При цьому, для забезпечення гідних споживчих властивостей та товарного виду крупи, а також тривалих термінів її зберігання необхідно забезпечити звільнення ядра від квіткових оболонок з мінімальним пошкодженням його поверхні і особливо зародка. Розроблена нами технологія, а також оригінальний парк машин для одержання пшона-дранця як кінцевого продукту переробки для харчових потреб, реалізується без використання операцій шліфування і дозволяє забезпечити вихід крупи до 80 %. Разом з максимальним використанням потенціалу зерна проса на харчові цілі, така технологія дозволяє отримати крупу з практично повною відсутністю зерен, що містять квіткову оболонку.

  Переробка гороху

Аналіз традиційної технології виробництва горохових круп показує, що утворення значної кількості мучки та дроблянки при переробці гороху обумовлені операціями лущення-шліфування, що реалізуються лущильно-шліфувальними машинами. Однак, вивчення морфології та анатомії зерна гороху, а також виконані нами пошукові дослідження дозволили обґрунтувати можливість створення технології для виробництва колотого гороху, що реалізується без використання лущильно-шліфувальних машин. В результаті було створено машину для лущення зерна гороху та розколювання його на сім’ядолі, а також розроблено технологічну схему виробництва гороху, колотого не шліфованого. Виробнича апробація показала, що вихід круп, вироблених за новою технологією на 3-4% вище, ніж при використанні традиційної технології, а рівна глянсова поверхня зерен без слідів ушкоджень надає крупі поліпшеного товарного вигляду.

Насамкінець хочу Вас поінформувати, що компанія «ОЛИС» володіє широким арсеналом ефективних технологій з виробництва круп, а також усім необхідним обладнанням для їх реалізації. Завдяки постійно проведеній науково-дослідній роботі ми постійно підвищуємо можливості наших технологій та обладнання. Наші Замовники знають, що крупозаводи, які створює компанія «ОЛИС», — це прибутково. Дякую за увагу.

Верещинський О.П. – Генеральний директор ТОВ “ОЛИС” (м. Одеса), доктор технічних наук.

Від себе особисто та від компанії “ОЛИС” дозвольте привітати Вас на міжнародній конференції «Борошно та крупи: сировина, ринок, технології». Без сумніву, цей форум є однією з найбільш очікуваних і важливих подій для всіх, хто працює у сфері переробки зерна. Ми сподіваємося, що обмін думками та інформацією в рамках цієї конференції дозволять усім нам знайти нові ідеї для розвитку нашого бізнесу.

Абсолютно очевидно, що у найближчій перспективі в Україні активно розвиватиметься переробка зерна і перед більшістю підприємств постануть завдання реконструкції існуючих виробничих потужностей та створення нових. У цьому залі знаходяться власники, керівники та фахівці, які мають вирішувати ці завдання. Саме від Ваших рішень залежить успішність Ваших підприємств та галузі загалом. Від вибору технологій та обладнання залежить, коли Ваше підприємство працюватиме на Вас, а не на погашення банківських кредитів та фінансування чужого розвитку.

У своїй доповіді я викладу наше бачення сучасного стану та тенденцій розвитку технологій виробництва борошна, а також розповім про розроблені та впроваджувані нашою компанією методи підвищення їх ефективності. Сподіваюся, що надана інформація допоможе Вам знайти рішення, які будуть максимально ефективними для Ваших підприємств у сучасних умовах господарювання.

Як відомо, в залежності від розвиненості структури сортові помели пшениці поділяються на помели з розвиненими та скороченими структурами. Помели з розвиненими структурами передбачають переробку зерна з використанням максимального арсеналу технічних засобів. Такі помели реалізуються, переважно, для млинів великої продуктивності. Їх відрізняють високі витрати на створення та експлуатацію. За скороченими структурами, як правило, реалізують млини меншої продуктивності, в яких більшою чи меншою мірою виробничі процеси скорочені. Таким млинам, відповідно, характерні нижчі витрати на створення та експлуатацію. Вважають, що помели з розвиненими структурами забезпечують максимальний вихід і якість борошна, а помелів зі скороченими структурами не високий вихід і якість борошна є непереборними проблемами.

У рамках традиційних технологій основні структурні відмінності помелів, в основному, виявляються на етапі розмелювання зерна, тоді як на етапі підготовки такі відмінності не завжди є суттєвими. Тим не менш, в сучасних умовах господарювання ціла низка широко використовуваних раніше операцій підготовки зерна до помелу втратила свою актуальність. Так, відбір дрібної фракції зерна застосовується нечасто, т.к. тягне у себе непоправні втрати цінної сировини. Миття та мокра обробка поверхні зерна вже майже не застосовуються, що зумовлено екологічними проблемами використання води, а також наявністю ефективних «сухих» методів очищення. Через дорожнечу енергоносіїв методи гарячого кондиціювання також не застосовуються. Тому сьогодні підготовка зерна навіть у розвинених структурах включає його очищення на сито-повітряних сепараторах, трієрах, каменевідбірниках, концентраторах або комбінаторах, очищення поверхні в оббивних машинах і багатоетапне холодне кондиціювання.

У розвинених структурах суть помелу зерна полягає в наступному. Зерно попередньо подрібнюють із єдиною метою утворення проміжних продуктів, тобто частинок більша від борошна. Потім отримані проміжні продукти, розділяють за якістю і далі роздільно подрібнюють борошно. Збагачені продукти з високим вмістом ендосперму утворюють потоки борошна високої якості, які мають використовуватися для формування борошна високих сортів. Збіднені продукти з високим вмістом оболонок утворюють потоки борошна зниженої якості, які повинні використовуватися для формування нижчих її сортів. Погляньмо, як це працює на практиці.

Рис.1 представлено спрощену структурну схему млину на комплектному обладнанні продуктивністю 250 т/добу. Наведені дані свідчать, що з потоків борошна, отриманих внаслідок розмелювання збагачених продуктів, можна сформувати близько 32% борошна вищого гатунку. Незважаючи на високу якість такого борошна, її занадто мало для задоволення ринкового попиту в борошні вищого гатунку. Тому на будь-якому млині до потоків такого борошна в обов’язковому порядку додають 20%, 30% і більше борошна, отриманого від розмелювання проміжних продуктів з високим вмістом оболонок і навіть з пошматованого процесу для доведення виходу борошна вищого гатунку до 50%, 60% і більше. За якістю потоки такого борошна значно гірші і характеризуються значеннями зольності вище 0,58%, тобто значеннями, які істотно вищі за гранично допустиме значення для борошна вищого гатунку. Таким чином, всупереч наведеній раніше логіці та здоровому глузду, потоки борошна, які штучно покращили та пропорційно штучно погіршили, на етапі формування сортів борошна змішуються разом. Які ж висновки з цього випливають?

На Рис. 2 наведено графіки залежності кумулятивних значень зольності борошна від її виходу. Графік 1 побудований за даними помельного балансу млина на комплектному обладнанні продуктивністю 250 т/добу. З аналізу помельного балансу випливає, що з одержуваних потоків борошна можна сформувати, наприклад, 60% борошна вищого ґатунку зольністю 0,52%, 7%, першого гатунку — зольністю 0,75% та 9% борошна другого гатунку зольністю 1,25%. Вказані точки нанесені на графік. Очевидно, що за умови зниження ступеня збагачення проміжних продуктів та їх кількості реальний помел може бути охарактеризований кривою 2. У цьому випадку зниження якості борошна, отриманого від розмелювання менш добротних збагачених продуктів, компенсується підвищенням якості борошна, отриманого від розмелювання добротніших збіднених продуктів. При цьому справедливо стверджувати, що процес отримання борошна у разі кривої 2 можна провести з меншими витратами електроенергії та повітря, крім того, парк обладнання для його проведення буде необхідний менший, ніж у разі кривої 1. Графік 3 відображає ідеальний з точки зору економічної ефективності виробничий процес отримання борошна заданого раніше виходу та якості. Звичайно, такий ідеальний процес на практиці реалізувати не можливо, але всяке наближення до графіка 4 означає, що Ваш млин буде спочатку дешевшим і згодом ефективнішим.

Таким чином, наочно було показано, подальший розвиток сортових помелів, безсумнівно, пов’язаний зі скороченням їх структур.

Млини з розвиненими структурами активно впроваджувалися за доби Радянського Союзу, тобто в епоху дешевої енергії та продовольчого дефіциту. У ті часи більшість помельних партій пшениці не відрізнялися високими борошномельними якостями, але з такої пшениці також необхідно було отримувати якісне борошно вищого ґатунку. Водночас у країні не вистачало будь-якого борошна і основними помелами того часу були трисортні помели з виходом вищого ґатунку трохи більше 30%, але з максимально можливим загальним виходом за рахунок муки 2-го ґатунку. Сьогодні умови роботи змінилися, і Ви знаєте ці умови. У собівартості борошна енергоресурси посідають друге місце після сировини, борошно вищого ґатунку – основа продажів, а борошно 2-го гатунку користується попитом слабо. Існуючі млини продуктивністю 250 і 500 т/добу, а також інші млини, створені за їх подобою, хороші млини, але вони створені для інших умов господарювання, в яких вірою та правдою відслужили. Такі млини давно вже морально застаріли та вимагають реконструкції, навіть якщо їхнє обладнання перебуває у фізично хорошому стані. Тим більше, млини з розвиненими структурами помелів не варто будувати сьогодні.

Як правило, скорочення структур за традиційними підходами передбачає збагачення лише великих проміжних продуктів, а також проведення процесів крупоутворення, розмелювання та вимелу інтенсивніше. Практика показує, що деяке скорочення структури помелу вказаними способами дійсно не викликає зниження виходу та якості борошна (Графік 2). Однак подальше зміщення у бік коротких структур, де помели організуються без збагачення, процеси подрібнення проводяться найбільш інтенсивно, а скорочення підлягають навіть деякі операції підготовки, обов’язково пов’язані з втратою якості та виходу борошна. Такі помели проілюстровані кривою 4 на Рис. 2.

Разом з тим, відомо, що ціла зернівка є природною спорудою з міцним каркасом еліпсоїдної форми, який армований найміцнішою анатомічною частиною зерна – оболонкою. При створенні зовнішніх зусиль каркас поводиться як монолітна конструкція. Також відомо, що опір руйнуванню цілого зерна як комплексної конструкції вище, ніж ендосперму. Тому, для подрібнення зерна необхідно докласти великих зусиль, ніж того вимагає подрібнення ендосперму. Це призводить до зростання витрат енергії на подрібнення, зниження кількості та якості крупо-дунстових продуктів, появі загрози утворення дрібних частинок оболонки та попадання їх у борошно. Подрібнення зерна разом із оболонками, що властиво традиційним підходам, суперечить одному з основних принципів сортових помелів пшениці, сформульованому ще в середині минулого століття – це принцип послідовного звільнення ендосперму від оболонок.

Звільнити зерно від оболонок, а потім розмолоти – ідея очевидна і не нова. Спроби лущити зерно жита та пшениці до розмелу відомі у світовій та вітчизняній практиці. Однак донедавна процеси лущення не розглядалися як дієвий практичний метод підвищення ефективності помелів. По-перше, належним чином не були вивчені технологічні властивості лущення зерна. По-друге, не існувало обґрунтованих уявлень про доцільну структуру та режими переробки зерна із застосуванням операцій лущення. По-третє, не існувало машин, здатних реалізувати операції лущення у технологіях помелів. По-четверте, ефективність таких технологій була доведена практикою. Тим не менш, в результаті реалізації одного з напрямків діяльності компанії «ОЛИС» усі перераховані вище завдання нами успішно були вирішені.

Дослідження показали (Рис. 3), що очищення поверхні зерна лущенням значно перевищує ефективність обробки в оббивних машинах, так як передбачає видалення небажаних включень з усією масою відокремлених оболонок.

Крім того (Рис. 4), лущення супроводжується видаленням із зернової маси більшості видів домішок. Ефективність такої очистки перевищує ефективність очищення сито-повітряним методом, так як забезпечує відбір ще й важковідділювальних домішок.

Зволоження лущення зерна (Рис. 5) підвищує збільшення його вологості більш ніж на 3,0% порівняно з не лущеним зерном, а швидкість проникнення вологи в ендосперм лущення зерна в рази вище, ніж лущення.

Таким чином (Рис. 6), лущення зерна суттєво дозволяє скоротити кількість операцій очищення, що застосовуються, а також кондиціонувати більшість партій вітчизняної пшениці за один етап при скороченні тривалості відволікання на 25-50 %. При цьому в холодні періоди року для забезпечення ефективності кондиціонування доведено доцільність використання операції підігріву зерна до температур вище 15 градусів.

Водночас (Рис. 7), обробка зерна пшениці зі значеннями індексів лущення вище 3-4% призводить до різкого зниження життєздатності зерна та активного розвитку на його поверхні пліснявих грибів в умовах підвищеної вологості. Тому лущення зерна, що проводиться до етапу кондиціювання має відбуватися із забезпеченням індексу лущення не більше 3%.

При подрібненні лущення зерна (Рис. 8) істотно покращується добротність проміжних продуктів і підвищується вихід великої крупки. Встановлено, що при цьому доцільні значення індексу лущення становлять 6-8%.

Енергоємність первинного подрібнення лущення зерна (Рис. 9) обернено пропорційна індексу лущення і в середньому на 30-50% нижче, ніж не лущеного.

Встановлено, що весь процес крупоутворення при переробці лушпиння зерна може бути ефективно реалізований на двох і навіть на одній драній системі. Отримані проміжні продукти можуть бути ефективно збагачені на ситовійних системах та допускають інтенсивні режими подрібнення з утворенням високих витягів борошна гарної якості. Результати випробувань машин ударної дії з метою інтенсифікації процесів розмелювання показали ефективність використання дисмембраторів як у системах подрібнення збагачених продуктів, так і в системах вимелу оболонок. Встановлено, що енергоємність вилучення борошна за допомогою дисмембраторів 2,7 рази нижча, ніж на вальцевих верстатах.

Таким чином (Рис. 10), попередня підготовка зерна із застосуванням лущення дозволяє істотно скоротити структуру його переробки за рахунок інтенсифікації процесів подрібнення із забезпеченням необхідних результатів якості та виходу борошна. При цьому сукупна економія енергії за рахунок скорочення кількості технологічних та транспортних операцій на етапах підготовки та розмелювання зерна перевищує витрати енергії на процеси лущення.

Для новостворюваних млинів різної продуктивності нами розроблено технологічні схеми та режими реалізації коротких структур. Для існуючих комплектних млинів на обладнанні, що відтворюється, розроблені варіанти їх реконструкції за найбільш актуальними в промисловості напрямами з використанням скорочених структур помелів.

Практична реалізація наведених технологій вимагала створення та вдосконалення низки технологічних машин (Рис. 11). Так для лущення сухого зерна із забезпеченням індексів лущення до 3% розроблена серія машин різної продуктивності типу МАО. Для лущення кондиціюнованого зерна із забезпеченням індексів лущення 6-8% розроблено серію машин різної продуктивності конструкції «КАСКАД». Відмінною особливістю вказаних машин є обробка зерна з мінімальними втратами ендосперму, а також можливість роботи в автоматичних режимах млину АСУ.

Представлені технології успішно були впроваджені більш ніж на 20 млинах різної продуктивності (Рис. 12). Практика показує, що економічний ефект пропонованих технологій забезпечується максимально можливим рівнем використання зерна на млинах будь-якої продуктивності, зниженням енергоємності переробки на 10-15% порівняно з традиційними виробництвами, підвищенням продуктивності реконструйованих млинів на 20-25%, а також зниженням витрат капіталу на створення нових у 1,3-1,7 рази.

Справді, наші агрегатні млини «ОПТИМАТИК-М» продуктивністю 30 т/добу створені без використання ситовійного збагачення. Однак, при переробці зерна близького до базисних кондицій вони здатні стабільно реалізовувати двохсортні помели з виходом борошна вищого ґатунку 60 % (білість 59-60 ум. од.) та першого гатунку 12 % у середньому (білість 42-43 ум. од.), а також односортні помели з виходом борошна вищого ґатунку в середньому 70 % (білість 58-59 ум. од.). У разі потреби можливий додатковий відбір 1-2% борошна другого сорту. При цьому витрати електроенергії становлять близько 65 кВт на тонну переробленого зерна. Влітку 2014 року на одному з таких млинів, встановленому в м. Шахти Ростовської обл. довелося переробляти аномально сухе (вологість 9,0%) та високосклоподібне (склоподібність 70%) зерно. Тим не менш, застосування процесів лущення забезпечило можливість зволоження такого зерна до вологості 16,5% за один етап та його ефективне відволікання протягом 12 годин.

Результати роботи реконструйованих та новостворених нами млинів продуктивністю від 60 до 120 т/добу включають збагачення великих проміжних продуктів, дещо вище. Так, наприклад, один із млинів у Київській області продуктивністю 100 т/добу, реалізує в основному односортні помели з виходом борошна вищого ґатунку 74-75 %. Млин у Вінницькій області, також продуктивністю 100 т/добу реалізує двохсортні помели з виходом вищого ґатунку 65 % та першого ґатунку 11 %.

На кількох млинах продуктивністю 30 та 60 т/добу у тривалий час експлуатується підігрівач зерна нашої конструкції, який використовує як агент нагрівання гарячу воду. Вода своєю чергою підігрівається до 60 градусів електричними нагрівачами. За час експлуатації підігрівача зерна зниження якості та виходу борошна у холодні періоди року не спостерігалося. При цьому витрата електроенергії на підігрів зерна становить близько 10 кВт/т.

Нині понад 50 % виробничих потужностей млинів простоюють і це потужності переважно представлені млини з розвиненими структурами, реалізованими відтворюваним устаткуванням, що перебуває фізично у задовільному стані. Тому особливо хочеться зупинитися на роботі, виконаній спільно з науково-технічним центром «Проектування та технології агропромислового комплексу» Національного університету харчових технологій (керівники д.т.н. Дмитрук Є.А. та к.т.н. Ільчук В.Б. .). Саме на такому млині продуктивністю 270 т/добу у 2013 році і була проведена реконструкція, основною метою якої було підвищення продуктивності та зниження енергоємності переробки за умови мінімальних переробок. Для виконання такого завдання нами був використаний один із раніше розроблених методів для скорочення розвинених структур млинів великої продуктивності. Після кондиціювання зерно підлягає фракціонуванню, лущенню дрібної фракції та плющенню всього потоку перед подачею на першу драну систему. Як відомо, якість клейковини у дрібній фракції зерна тотожна її якості в інших фракціях, а вміст навіть перевищує її кількість у загальному потоці. Однак зерно дрібної фракції містить більше оболонок, а також саме у цій фракції сконцентрована більша частина домішок. Описаний метод дозволяє лущенням дрібної фракції зерна суттєво покращити борошномельні властивості всього потоку, а плющенням – підвищити ефективність крупоутворення, а також знизити навантаження на драний процес. Виконана підготовка зерна дозволила максимально використати інтенсивні методи розмелювання у тому числі з широким застосуванням дисмембраторів, що у свою чергу зажадало відповідних режимів подрібнення, перерозподіл вальцевої лінії та поверхні, що просіває. З допомогою скорочення структури помелу продуктивність млину зросла з 270 до 330 т/добу, тобто на 22%, енергоспоживання знизилося на 15%, тобто до 75-80 кВт/т. Після проведеної реконструкції млина стабільно реалізує двохсортні помели з виходом вищого гатунку 65% та першого гатунку – з виходом 11%. Оцінивши отримані результати власники, менеджери та фахівці підприємства ухвалили рішення про будівництво нового млина, основу технологічних рішень якого складатимуть рішення, апробовані під час реконструкції. Такий млин продуктивністю 350 т/добу нами було спроектовано. Сьогодні там вже закінчено монтаж та проводяться передпускові роботи.

Хочу звернутися до присутніх у залі представників галузі переробки зерна з проханням ретельніше придивитися до вітчизняних технологій борошна та круп – нам є, що Вам запропонувати. Крім того, сьогодні певна частина обладнання, виробленого в Україні не тільки конкурентоспроможна в технічному відношенні, а й у 2-2,5 рази дешевша за обладнання турецького та в 4-5 разів – європейського виробництва. Настав час міняти нав’язане нам уявлення, що все, що в них – це добре, а все що у нас – це погано і чинити мудро як у старій українській приказці: «Чужого навчайся, але свого не цурайся».

Верещинський О.П. – генеральний директор ТОВ «ОЛИС», доктор технічних наук;

Шевченко Д.В. – начальник відділу розробок та впроваджень ТОВ «ОЛИС»

Як відомо, сім’ядолі у зерні гороху складають 90-94% від його маси [1], однак фактичний вихід круп гороху шліфованого, що виробляється за традиційною технологією, не перевищує 82-83% від маси очищеного зерна. При цьому вихід дрібки і мучки складає близько 7-8%. 3 огляду на вказаний ступінь викомалтання зерна гороху для харчування, збільшення виходу круп є перспективним напрямком розвитку технології його переробки.

Аналіз традиційної технології виробництва горохових круп [1, 2] показує, що утворення значної кількості мучки і дрібки спричиняють операції лущення-шліфування, які проводяться в лущильно-шліфувальних машинах.

Мал. 1 Машина МРГ для лущення гороху і розколювання його на сім’ядолі

Зазначені машини реалізують дію стирання абразивним ротором, тому подрібнення сім’ядолі зерна з утворенням дрібки і мучки є природнім наслідком їхньої роботи. Лущений горох, особливо відокремлені сім’ядолі, має пошкоджену поверхню, тому для підвищення товарного вигляду крупи зазначені продукти полірують. Операція полірування також проводиться в лущильно-шліфувальних машинах, але за значно «м’якших» режимів. Однак наслідком такої обробки є також відокремлення частин сім’ядолі у вигляді мучки, що також призводить до зменшення виходу круп.

Аналіз морфології та анатомії зерна гороху, а також традиційної технології переробки його у крупи дозволив обґрунтувати можливість вирішення задачі розробки обладнання та технології для виробництва не шліфованих круп із гороху, що реалізовуватиметься без використання лущильно-шліфувальних машин.

Результатом конструкторських пошуків стала розробка машини марки МPГ (мал. 1) для лущення гороху і розколювання його на сім’ядолі. Конструктивно машина МРГ становить собою горизонтальний ротор із бичами та ситовий циліндр із повздовжніми гальмівними планками. Отвори ситового циліндра прямокутної форми, довгий бік яких розташований перпендикулярно його вісі. Рухаючись уздовж ротора під дією бичів, зерно гороху зазнає навантажень здвигу та удару, що обумовлені взаємодією з бичами і гальмівними планками. Така взаємодія призводить до інтенсивного лущення зерна гороху та подрібнення його на сім’ядолі. Утворені сім’ядолі негайно виводяться з робочої зони машини шляхом просіювання через отвори ситового циліндра. Зерна, які не зазнали подрібнення, виводяться сходом із ситового циліндра окремо. Виявлено, що для різних партій зерна з метою отримання найкращих результатів необхідне встановлення певних силових навантажень, що виконується регулюванням швидкості обертання ротора машини. Разом із тим, збільшення силових навантажень не приводить до лущення слаборозвинених зерен, які зазвичай входять до складу зернової маси, та розколювання їх на сім’ядолі. При досягненні певної межі спостерігається руйнування таких зерен на шматки разом із насіннєвими оболонками. Враховуючи різницю в розмірах повноцінних і слаборозвинених зерен перед обробкою в машині МРГ доцільною е операція фракціонування з вилученням дрібної фракції зерна з процесу переробки.

Мал. 2 3ерно гороху

Крім того, виявлено, що повноцінні зерна гороху (мал. 2) у своїй масі завжди відрізняються міцністю щодо подрібнення на сім’ядолі та міцністю прикріплення оболонок. Виходячи з цього, режими обробки, що забезпечують мінімальну кількість утворення дрібки та мучки, повинні передбачати вибіркову силову дію на зерна, які відрізняються характеристиками міцності. Даної умови можна досягти відповідною технологічною схемою переробки, що передбачає повторні обробки сходової фракції машини. Слід зауважити, що при обробці в машині МРГ квіткові оболонки гороху відокремлюються зі збереженням кулеподібної форми (мал. З), мають низьку швидкість зависання та ефективно вилучаються в аспіраторах будь-якої конструкції.

Мал. 3 Лузга гороху, відокремлена в машині МРГ

Мал. 4 Технологічна схема виробництва круп з гороху не шліфованих:
l – розсів; 2 – машина МРГ; 3 – аспіратор

На основі наведених вище результатів досліджень було розроблено технологічну схему виробництва гороху коленого не шліфованого (рис. 4). Виробнича апробація показала, що вихід круп із гороху, вироблених за наведеною схемою, на 3-4% вищий, аніж при використанні традиційної технології. За зовнішнім виглядом отримані крупи суттєво відрізняються від круп, вироблених за традиційною технологією. Рівна, глянцева поверхня зерен без слідів пошкодження надає крупі покращеного товарного вигляду (мал. 5).

Мал. 5 Горох колений не шліфований

Таким чином, за результатами роботи рекомендовано нову технологію переробки зерна гороху у крупи, технологічну схему та обладнання для її реалізації. Розроблено та поставлено на виробництво дві моделі машини МРГ продуктивністю до 1,5 і 3 т/год. (www.olis.com.ua). Впровадження зазначеної технології дозволяє суттєво збільшити вихід круп із гороху, а також виробляти їхній новий вид – горох колений не шліфований.

ЛІТЕРАТУРА

• Крошко Г.Д. Правила організації і ведення технологічного процесу на круп’яних заводах [Текст]/Г.Д. Крошко [та ін]. – К.: «Віпол», 1998. – 145 с.
• Шутенко Є.І. Технологія круп’яного виробництва [Текст] / Є. І. Шутенко, С.М. Coц. – К.: «Освіта України», 2010. – 272 c.

Верещинський О.П. – генеральний директор ТОВ «ОЛИС», доктор технічних наук;

Шевченко Д.В. – начальник відділу розробок та впроваджень ТОВ «ОЛИС»

Розвиток споживчого ринку товарів визначає актуальні напрямки вдосконалення технологій їхнього виробництва. Так, аналіз сучасної кон’юнктури ринку круп виявляє стійку перевагу в попиті на горох колений. Традиційна технологія виробництва круп із гороху передбачає виробництво гороху коленого разом із горохом цілим у встановленій пропорції. Збільшення виходу гороху коленого, а тим більше виробництво гороху тільки коленого, традиційною технологією не передбачено. В арсеналі існуючих технологічних операцій та машин для їхньої реалізації спеціальні засоби вирішення зазначеної задачі відсутні. Але практика показує, що розробка та використання нового обладнання дозволяють ефективно вирішити вказану потребу,а також забезпечити суттєве скорочення технології переробки та зменшення її енергоємності.

За традиційною технологією [1, 2] для лущення гороху використовуються машини типу А1-ЗШН. Необхідна технологічна ефективність їхньої роботи забезпечується попереднім фракціонуванням зерна гороху з обробкою крупної та мілкої фракції окремо на двох послідовних лущильно-шліфувальних системах. Разом із тим, випробування сучасної лущильної машини конструкції «Каскад» (рис. 1) виявило можливість ефективної реалізації операції лущення гороху без попереднього фракціонування і на одній лущильно-шліфувальній системі.

Мал. 1 Лущильно-шліфувальна машина конструкції «Каскад»

Перевірка ефективності сортування лущеного гороху, отриманого без попереднього фракціонування зерна, показала, що використання сит із продовгуватими отворами розміру 4х20 і навіть 4,2х20 надійно забезпечує повне виділення гороху коленого в проходову фракцію і унеможливлює потрапляння до її складу мілкого гороху цілого.

Таким чином, впровадження лущильно-шліфувальних машин конструкції «Каскад» у технологію переробки гороху дозволяє повністю виключити операцію фракціонування, а замість чотирьох систем лущення передбачати тільки одну.

Для подрібнення цілого гороху на сім’ядолі була розроблена машина марки МКГ ударної дії відцентрового типу (рис. 2). Названа машина складається із ротору, що забезпечує розгін зерна до певної швидкості, та відбивального кільця з поверхнею спеціального профілю. Випробовування такої машини показали, що інтенсифікація подрібнення гороху за рахунок збільшення швидкості обертання ротору неодмінно тягне за собою збільшення вмісту мучки та дрібки. Тому для кожної партії гороху необхідно обирати найбільш прийнятний режим подрібнення, отриману суміш сортувати, а виділений цілий горох направляти на повторне подрібнення.

Мал. 2 Машина для подрібнення цілого гороху на сім’ядолі марки МКГ

Традиційна технологія переробки гороху [1, 2] включає полірування лущеного гороху, як цілого, так і коленого. Проведення такої операції дещо покращує товарний вигляд крупи, але не впливає на підвищення її харчової цінності і веде до збільшення вартості. За таких умов полірування круп гороху не е обов’язковою умовою для успішного їхнього продажу і, як показує практика, в більшості випадків може бути виключене.

Зазначені новації повною мірою реалізовані при розробці технологічної схеми (рис. 3) виробництва круп із гороху для універсальних крупоцехів малої потужності «ОПТИМАТИК-К». Названі крупоцехи продуктивністю 7 і 15 т/добу серійно випускаються ТОВ «ОЛИС» із використанням патенту України на винахід [4]. Досвід роботи цілого ряду таких виробництв показує, що фактичний вихід при отриманні гороху цілого і гороху коленого забезпечений у межах 83- 85%, а при отриманні тільки гороху коленого – 80-82% по відношенню до зерна після зерноочистки. При цьому затрати електроенергії на переробку 1 тонни зерна складають 32- 34 кВт год.!

За схемою, наведеною на рис.3, можливе створення переробки гороху будь-якої продуктивності з використанням обладнання більшої потужності, що є у нашому арсеналі.

Мал. 3 Принципова технологічна схема виробництва круп з гороху, що реалізована в універсальних крупоцехах «ОПТИМАТИК-К»:
1 – бункер; 2 – лущильно-шліфувальна машина конструкції «Каскад»; 3 – просіювач марки ПГ;
4 – машина для подрібнення гороху на сім’ядолі марки МКГ; 5 – аспіраційна колонка марки АК

Як відомо, сім’ядолі у зерні гороху складають 90-94% від його маси [2], тому навіть з урахуванням наведених результатів е актуальним і перспективним подальший пошук засобів підвищення виходу круп із гороху.

ЛІТЕРАТУРА

• Крошко Г.Д. Правила організації і ведення технологічного процесу на круп’яних заводах [Текст]/Г.Д. Крошко [та ін]. – К.: «Віпол», 1998. – 145 с.
• Шутенко Є.І. Технологія круп’яного виробництва [Текст] / Є. І. Шутенко, С.М. Coц. – К.: «Освіта України», 2010. – 272 c.
• Універсальні крупоцехи “ОПТИМАТИК-К-07” та “ОПТИМАТИК-К-15” [Ел.ресурс]. – Режим доступу: www.olis.com.ua
• Пат. №99424 Україна, В02В 3/02 (2006.01). Установка для виробництва гороху коленого [Текст]/О П. Верещинський; патентовласник Верещинський О.П. – №а 2011 13880; заявл. 25.11.2011; опубл. 10.08.2012 ; Бюл. № 15. – 4 с

Верещинський О.П. – доктор технічних наук, генеральний директор (ТОВ «ОЛИС», м. Одеса);

Пірус Ю.Б. – директор з розробок і впроваджень (ТОВ «ОЛИС», м. Одеса)

Як відомо, просо – хороший попередник для інших сільськогосподарських культур при організації сівозміни, а також цінна сировина для виробництва крупи. Пшоно є традиційно споживаним продуктом у раціоні харчування населення багатьох країн. Разом з тим, завдання забезпечення економічно доцільного виходу крупи і її якості, що вимагає ринок, часто не вирішуються в рамках традиційної технології переробки проса, що обмежує виробництво та споживання цієї круп’яної культури.

Технологія вироблення пшона обумовлена ​​особливостями будови зернівки проса, а також хімічним складом її анатомічних частин. Зерна проса покриті квітковими оболонками, які щільно облягають ядро, але зростаються з ним тільки на невеликій ділянці – «рубчику», який розташований в області зародка. При додаванні зовнішніх зусиль квіткові оболонки порівняно легко розколюються на дві частини і відокремлюються від ядра. Квіткові оболонки складають 15 … 18 °% від маси зерна, містять, в основному, клітковину і майже не містять поживних речовин. Тому виробництво пшона передбачає повне видалення квіткових оболонок. Традиційна технологія переробки проса (мал. 1 а) передбачає лущення зерна на трьох лущильних системах, реалізованих вальцедековими верстатами з гумовою декою. Для забезпечення необхідної ефективності лущення зерно попередньо фракціонують і на першій лущильній системі обробляють окремо. Лушпиння проса не придатне для кормових цілей і може утилізуватися як паливо. Після видалення оболонок ядро ​​проса (дранець) шліфують у машинах з абразивними поверхнями, традиційно використовуючи лущильно-шліфувальні машини типу А1-ЗШН. Шляхом шліфування з поверхні ядра видаляють напівпрозорі плодові і насіннєві оболонки, а також частково алейроновий шар і зародок, в наслідок чого пшоно набуває жовтого кольору та гідного товарного вигляду. Таким чином, пшоно – це в основному ендосперм проса, на частку якого припадає 65 …70% маси зерна.

Технологічні операції лущення проса і шліфування дранця пов’язані з утворенням значної кількості кормових продуктів. Відповідно до діючих вимог [1] базисні норми виходу продуктів при виробленні пшона припускають утворення до 5% дрібки і до 11,5% борошенця. Однак практика виробництва пшона показує, що фактична кількість дрібки і борошенця у більшості випадків значно перевищує їх розрахункові значення за рахунок істотного зниження виходу крупи.

Таким чином, підвищення ефективності лущення і шліфування є перспективним напрямком удосконалення технології переробки проса.

Аналіз літературних даних і наші пошукові дослідження показали, що щадні режими лущення проса ефективно можуть бути реалізовані шляхом застосування лущильників з гумовими валками. Використання таких лущильників [2] дозволило ВНДІЕКІпродмаш запропонувати і реалізувати новий спосіб виробництва пшона, що відрізняється істотним спрощенням технологічної схеми переробки за рахунок скорочення числа застосовуваних операцій. Зазначена технологія передбачає виключення фракціонування зерна перед лущенням, використання двох лущильних систем з лущильниками з гумовими валками, а також шліфувальної системи з використанням лущильно-шліфувальної машини типу А1-ЗШН. Після кожної із зазначених систем легкі продукти лущення (лузга, борошенце) відділялися в аспіраційних колонках, а дрібка – у крупо сортувалках. Виробнича апробація показала доцільність і перспективність зазначеного способу. Отримані показники фактичного виходу, товарного вигляду і якості крупи перевершували показники, що одержували з використанням традиційної технології. Однак, незважаючи на очевидні переваги, нова технологія не знайшла застосування у промисловості, що, на нашу думку, обумовлено головним чином низькою зносостійкістю використовуваної у той час гуми. Тому застосування сучасних зносостійких полімерних матеріалів з широким різноманіттям їх фізико-механічних властивостей дозволило б відкрити шлях до промислового використання прогресивної технології, а також ще більш підвищити її ефективність. Крім того, застосування сучасних лущильно-шліфувальних машин конструкції «Каскад» на етапі шліфування дранця, що дозволяє на відміну від машин типу А1-ЗШН реалізувати щадний вплив і високу ефективність, може служити додатковим резервом у підвищенні ефективності даної технології.

З метою підбору характеристик полімерних матеріалів для покриття валків лущильника, визначення раціональних режимів лущення і шліфування, а також обґрунтування структури технологічного процесу нами було виконано цикл досліджень. У результаті встановлено найбільш прийнятні для використання полімерні матеріали, зносостійкість яких більш ніж в 3 рази перевищує зносостійкість гуми. Підтверджено, що певні режими роботи лущильника забезпечують ефективне лущення зерна проса без його фракціонування і роздільної обробки кожної фракції (табл. 1). Дослідження продуктів лущення після 2-ї лущильної системи показало, що не лущення зерна, які залишаються, – це зерна з порушеною квіткової оболонкою, яку легко можна відділити при виконанні операції шліфування у машині конструкції «Каскад». Таким чином, підвищення ефективності 3-ї лущильної системи шляхом встановлення більш «жорстких» режимів обробки і її використання у виробничому процесі позбавлені сенсу. Крім того, зважаючи на відсутність дрібки у продуктах лущильних систем, відпадає необхідність її відбору, а, отже, виключаються операції просіювання, реалізовані в крупо сортувалках.

Таблиця 1. Рекомендовані і фактичні результати роботи лущильних і шліфувальної систем

Виконані дослідження дозволили рекомендувати структуру переробки проса (мал. 1б), що реалізується з використанням лущильника з валками, покритими полімерним матеріалом, і лущильно-шліфувальної машини конструкції «Каскад». Апробацію вдосконаленої технології проводили у стендових умовах на зерні проса 1 класу з вмістом ядра 78,9% і лушпиння 17,4%. Порівняння розрахункового виходу продуктів, визначеного за рекомендованою методикою [1], з фактичним виходом (табл.2) показало, що фактичний вихід пшона на 6,5% вище розрахункового за рахунок зниження виходу дрібки і борошенця. Збільшення фактичного виходу лушпиння у порівнянні з розрахунковим пояснюється зниженням його подрібнення і попадання до борошенця. Зниження фактичного виходу відходів I і II категорії обумовлено невисокою ефективністю етапу очищення зерна, що реалізується в умовах випробувань, і попадання частини домішок у побічні продукти на етапах лущення і шліфування. За показниками якості, що пред’являються до пшона шліфованого, визначено, що отримана крупа задовольняє вимогам вищого сорту. Слід зазначити, що пшоно вищого ґатунку допускає вміст до 0,3% не лущених зерен, проте таких зерен в отриманому пшоні не виявлено.

Таким чином, удосконалення нової технології виробництва пшона, виконане з використанням нових матеріалів і машин, забезпечує можливість її широкого впровадження у промисловості, а також характеризується мінімальним складом технологічних операцій, і дозволяє отримати більш високий вихід пшона шліфованого з кращою якістю.

Таблиця 2. Базисний, розрахунковий і фактичний вихід продуктів переробки

ЛІТЕРАТУРА

• Крошко Г.Д. Правила організації і ведення технологічного процесу на круп’яних заводах. [Текст]/Г.Д. Крошко [та ін.]. – К.: Віпол, 1998. – 145 с.
• Гринберг Е.Н. Виробництво крупи [Текст] /Е.Н. Гринберг. -М.: Агропромиздат, 1986. – 89-92.

Опубліковано за матеріалами
“Технології зернопереробки”
№2 (179) лютий 2014

У епоху масового застосування пестицидів якість зібраного на полях врожаю повинна підтверджуватися досвідченим шляхом. Пшениця, як і інші види зерна, поступає на ринок лише після проведення випробувань і підтвердження її безпеки для живих організмів. Окрім екологічності, оцінюються й інші характеристики на зразок рівня клейковини, вологості або наявності смітних домішок.

Актуальність лабораторного аналізу пшениці

Хімічні трансформації грунту в результаті систематичного застосування міндобрив, інсектицидів і фунгіцидів, негативно позначаються на зберіганні, транспортуванні й кінцевому споживанні пшениці.

Вимоги до пшеничних зерен чітко сформульовані в нормативних актах, наприклад, ДЕСТ (ДСТУ) 3768:2010. Серед основних видів досліджень виділяють:

• визначення наявності протеїну (кількісний і якісний аналіз);
• визначення рівня клейковини (актуально для власників кондитерських і пекарень, адже при низьких показниках виготовлене борошно не підійде для випічки хліба: на кірці точно утворюються надриви);
• перевірку зерна на вологість;
• аналіз швидкості падіння зерен (при низьких показниках, отримане з такого борошна тісто розтікатиметься, а при високих значеннях опиниться надмірно в’язким і забитим).

Тільки враховуючи ці основні показники випробувань, виробники зможуть добитися максимального попиту на свою продукцію: пшениці або отриманого з неї борошна, готових виробів. Завдяки сучасному оснащенню лабораторій навіть розширене дослідження не займе більше півгодини.

Особливості проведення точного аналізу пшениці

Сертифікація продукції зернопереробних комплексів можлива лише після проведення точного аналізу пшеничних зерен. Процедура складається з декількох основних етапів:

1. Пробного відбору матеріалу (виконується вручну або за допомогою машин, після чого вже в лабораторії визначають середню двох кілограмову пробу). Діяльність націлена на виявлення сторонніх часток, для чого застосовується ситовий набір (дозволяє затримувати фракції, діаметром 1,2-2 мм). Частки, що залишилися на фільтрі, належать до мінеральних домішок, які безпосередньо роблять вплив на класність пшениці. На цьому ж етапі оцінюється обсяг зерен, заражених клопами й іншими комахами-шкідниками.
2. Органолептичної оцінки зерна (аналізується колір, загальний зовнішній вигляд і запах).
3. Післяжнивного очищення культури (найзручніше використати спеціальні зерноочисні комплекси).
4. Визначення зернової натури (розраховується в г/л і включає обчислення параметрів вологості й кількості білку).
5. Перевірка швидкості падіння зерен культури та змісту в ній клейковини (відбирається не менше 500 г зерна).

При аналізі стану відібраних зразків зерна з урахуванням вимог ДЕСТ (ДСТУ) 3768:2010, можливі наступні ціни (з урахуванням ПДВ):

• вологість — 220;
• натура — 100;
• МЧ/сирого білку в перекладі на сухий продукт — 410;
• якісна і кількісна клейковина (ІДК) — 335,50 і 220 відповідно;
• домішки(наприклад, мінеральні добавки, шлак руди, пошкоджені та фузаріозні зерна, биті й пророщені екземпляри) — 227;
• енергія проростання — 299,00;
• схожість — 260;
• наявність небезпечних хімічних добавок (арсен, ртуть, мідь, цинк, свинець), мікотоксинів (афлатоксин, зеараленон, Т2-токсин, дезоксиніваленол, охратоксин А), пестицидних часток (метафос, гептахлор) — 1734;
• питома активність цезію 137 і стронцію 90 — 420;
• якісний і кількісний показники ГМО — 860 і 310 відповідно.

Багато лабораторій обладнані новітніми механізмами й інструментами, які дозволяють отримати максимально достовірний результат досліджень. Основний набір якісних маркерів включає колір, аромат, смак відібраних екземплярів, їх вологість, пошкодженість комахами та присутність смітних часток. Проте основними критеріями залишаються вимоги до нешкідливості досліджуваного зразка, тобто його перевірка на присутність мікотоксинів, пестицидів і інших токсичних компонентів.

Різні лабораторії успішно співпрацюють з великими агрохолдингами й намагаються притягнути приватних осіб, пропонуючи їм скористатися своїми послугами та перевірити пшеничні зерна на клейковину, протеїн, безпеку використання і безліч додаткових характеристик. Це може бути як разове дослідження, так і довгострокова співпраця. У результаті фахівці завжди видають офіційний висновок про клас і складі зразка, що вивчається.

Залежно від наявних інструментів і використовуваних лаборантами методів роботи, сам процес може мати відмінності, але етапність діагностики завжди однакова. Завершальним етапом завжди буде сертифікація зерна або відмова в оформленні потрібних для його подальшої реалізації паперів.