Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Условия и факторы, определяющие состояние и перспективы развития технологии термической обработки зерна пшеницы
1.1.. Условия повреждения зерна пшеницы клопом - черепашкой 8
1.2. Биохимическая характеристика зерна пшеницы 11
1.3 Факторы, ухудшающие потребительские свойства зерна пшеницы, повреждённой клопом - черепашкой 30
1.4. Пути улучшения качества муки из зерна, поврежденного клопом - черепашкой 39
1.5. Теплофизические свойства зерна 44
1.6 Цели и задачи исследования 72
1.7. Выводы по главе 1
Глава 2. Методика исследований зерна пшеницы, повреждённого клопом - черепашкой 75
2-1. Материал исследования 75
2.2. Экспериментальная установка 76
2.3. Частные методики исследований 79
2.4. Специальные методики проведения экспериментов 88
2.5. Методика обработки экспериментальных данных 104
2.6. Выводы по главе 2 111
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 112
3.1 Гидротермическая обработка зерна пшеницы, пораженного клопом -черепашкой
3.2 Влияние температуры нагрева зерна повреждённого клопом Черепашкой на количество и качество клейковины
3.3 Микротвёрдости зерна пшеницы, повреждённой клопом - черепашкой, влияние на количество и качество клейковины
3.4 Выводы по главе 3
Глава 4. Технико- экономические показатели и промышленная апробация исследования 134
4.1 Расчет технико - экономических показателей 134
4.2 Промышленная апробация исследования 138
4.3 Выводы по главе. Общие выводы и рекомендация 145
Список литературы 147
Приложения
- Биохимическая характеристика зерна пшеницы
- Экспериментальная установка
- Влияние температуры нагрева зерна повреждённого клопом Черепашкой на количество и качество клейковины
- Промышленная апробация исследования
Введение к работе
Актуальность темы. Концепция создания сбалансированного сельскохозяйственного производства, рекомендованная ФАО в 1992 году предполагает, что первым и самым главным результатом осуществления программы продовольственной безопасности является «безопасность питания», обеспечивающая выживаемость человечества. Хлеб и хлебобулочные изделия относятся к числу основных продуктов питания, употребляемых ежедневно, это особый, социально — значимый, традиционно незаменимый и повсеместно относительно (экономически) доступный продукт. На национальном уровне стоят задачи увеличения производства зерна требуемого ассортимента и качества.
Однако в последнее время отечественный зерновой регион стал наполняться некачественным зерном. Известно, что мука, поступающая на хлебопекарное предприятие для производства хлебобулочных изделий, характеризуется нестабильными свойствами даже при соответствии её качества стандарту. Муку с пониженными свойствами всегда использовали в хлебопекарном производстве, однако, объёмы её переработки к 2000 году резко возросли. В настоящее время на хлебоприёмных предприятиях перерабатывается до 60 % зерна 5-го и 4 — го классов для производства «муки пшеничной» и «муки пшеничной хлебопекарной» с пониженным содержанием клейковины.
Посевы зерновых колосовых культур повреждают более 300 видов насекомых, из которых выявлено более 30 — как наиболее опасных. Статистика подтверждает, что потери зерна от этой группы вредителей составляют до 15%. Среди последних особое место занимает клоп — черепашка, как имеющий особую вредность и широкое распространение в зерносеющих районах нашей страны. Так, только за последние пять лет степень поражения отечественного урожая пшеницы клопом — черепашкой стала составлять от 7 до 15 % и более. Между тем, примеси от 2 до 3 % зерна, поврежденного клопом - черепашкой, достаточно для потери кондиции сильной, ценной и продовольственной пшеницы.
В связи с изложенным актуальна разработка технологии обработки зерна, поврежденного клопом — черепашкой, для обеспечения необходимого уровня качества муки, вырабатываемой из зерна пшеницы с повышенным содержанием поврежденных зерен.
Цель и задачи исследования.
Целью настоящей работы является разработка технологии термической обработки зерна пшеницы со степенью поражения клопом — черепашкой от 2 до 15 %, позволяющей улучшить хлебопекарные качества зерна за счет повышения качества клейковины.
Для достижения поставленной цели выдвигаются следующие задачи:
1) разработка основ методики расчета и моделирования термической обработки зерна пшеницы, поврежденного клопом - черепашкой;
2) разработка математической модели нагрева зерна пшеницы в пневматическом теплообменном аппарате;
3) разработка и обоснование технологии термической обработки зерна пшеницы, поврежденного клопом — черепашкой, в пневматическом теплообменном аппарате;
4) обоснование режимных параметров термической обработки зерна пшеницы на основе полученной модели;
5) оптимизация процесса термической обработки зерна пшеницы и определение изменения структурно - механических и прочностных свойств пораженного зерна;
6) проведение производственных испытаний и разработка практических рекомендаций по приемке, хранению и термической обработке зерна пшеницы, поврежденного клопом — черепашкой, поступающего на хлебоприемные предприятия; 7) оценка экономической эффективности внедрения разработанного способа термической обработки зерна пшеницы на зерноперерабатывающих предприятиях России. Схема исследования представлена на рисунке 1.
Объектом исследования являлось зерно пшеницы, поврежденное клопом — черепашкой. Предметом диссертационного исследования являлись методы (способы) эффективного определения и улучшения хлебопекарных свойств зерна пшеницы, поврежденного клопом — черепашкой.
Научная новизна работы заключается в системном анализе и обобщении теоретических положений по разработке технологических способов термической обработки зерна пшеницы, поврежденного клопом — черепашкой, оптимизации процессов сушки дефектного зерна с учетом исследования его микроструктуры, структурно — механических и прочностных свойств, оказывающих положительное влияние на выход и качество клейковины, способствующей улучшению мукомольных и хлебопекарных свойств зерна пшеницы, пораженного клопом - черепашкой. Основные положения, выносимые на защиту:
- обоснование метода (способа) термической обработки зерна пшеницы, поврежденного клопом — черепашкой;
- промышленная технология обработки дефектного зерна, поврежденного клопом — черепашкой;
- математическая модель нагрева зерна пшеницы в пневматическом теплообменном аппарате с описанием технологических линий для сушки зерна, на основе полученных теоретических и экспериментальных данных, с учетом особенностей производства.
Практическая значимость работы заключается в определении оптимальных режимов термической обработки пшеницы, поврежденной — клопом черепашкой, разработке технологической линии для обработки дефектного зерна при различных режимах с учетом кинетики сушки, увлажнения и охлаждения зерна.
Достоверность исследований. Адекватность математической модели нагрева зерна пшеницы, а также эффективность разработанного температурного режима подтверждена результатами производственных испытаний, проведенных в ООО «Шебекинская зерновая компания». Новизна большинства технологических и технических решений подтверждена охранными документами на изобретение.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-технической конференции «Приоритетные технологии в пищевой промышленности», (г. Москва, 1998 г.); Международной научно-технической конференции «Приоритетные технологии в пищевой промышленности» (г. Москва, 1998 г.); V-й Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия» (г. Москва, 1999 год); VII-й научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия» (г. Москва, 2001 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть научных работ, получено одно авторское свидетельство на полезную модель, подано две заявки на получение патентов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы (209 наименований) и приложений. Работа изложена на 186 страницах, включая 21 рисунок и 24 таблицы.
Биохимическая характеристика зерна пшеницы
Важнейшим процессом, происходящим при хранении зерна, является его дыхание, которое легко переходит в самосогревание. От интенсивности дыхания в значительной степени зависят потери органического вещества зерна. : От характера дыхания и связанных с ним ферментативных процессов зависит жизнеспособность хранящегося зерна. Естественно поэтому, для выяснения условий, определяющих интенсивность и характер дыхания хранящегося зерна, а также химизма этого процесса уделяется очень большое » внимание. Так, например, всестороннему исследованию подвергается процесс дыхания зерна. В работах К. Бейли, В .Л. Кретовича и др. [92 -100, 200 -205] была изучена зависимость интенсивности дыхания от рода -культуры и влажности, причем была установлена зона критической влажности зерна для пшеницы — в пределах 14... 15 %, превышение которой приводит к резкому усилению процесса дыхания.
Качественное изучение зернового сырья, начиная со стадии его селекции, должны вести, в тесном сотрудничестве, не только селекционеры, но и генетики, биохимики и технологи. Наглядным примером того, к чему может привести нарушение этой давно известной истины, является история пшеницы «Заря», которая была выведена селекционерами как весьма урожайный и хороший во многих отношениях сорт. Этот сорт пшеницы без предварительной биохимической оценки и качества клейковины в свое время занял на Украине большие площади. Оказалось, что он дает муку с совершенно неудовлетворительными хлебопекарными качествами.
Тесная связь биохимика с селекционером не только дает возможность вывести новые ценные сорта пшеницы, но и позволяет наметить новые подходы к исследованию проблемы биосинтеза хозяйственно важных соединений, в данном случае белков [94]. Большая работа по изучению влияния селекции на химический состав и на качество зерновых культур проведена в Институте селекции в Кведлинбурге и в Институте по изучению качества растительного сырья в Гейзенгейме [94]. В этих институтах были разработаны экспресс - методы микроанализов растительного сырья. Таким образом, сочетание в единой неразрывной цепи селекционной практики с биохимическими исследованиями и технологической оценкой зерна — одно из важнейших условий дальнейшего развития, как производителей пшеницы, так и технологии переработки его в муку, в конечном итоге - в хлеб. В.Л. Кретовичем, А.П. Прохоровой и другими исследователями была детально изучена зависимость интенсивности дыхания зерна различных культур от температуры. Все эти многочисленные данные, характеризующие интенсивность дыхания зерна, а также прямые ответы по определению уровня потерь сухого вещества зерна при хранении показали, что установленные нормы естественной убыли могут быть снижены [94]. Вместе с тем было выяснено весьма существенное обстоятельство. Оказалось, что свежеубранное зерно, имеющее кондиционную влажность, но не прошедшее послеуборочного дозревания и, следовательно, не имеющее полной всхожести, дышит значительно интенсивней, чем зерно с законченным периодом послеуборочного дозревания [92-94].
Таким образом, очевидно, что у свежеубранного зерна, даже если оно сравнительно сухое, дыхание, а, следовательно, и потери сухого вещества будут больше, чем у зерна прошедшего отлежку. Важнейшим условием сохранности зерна является достаточно низкая его влажность. Однако, в районах Сибири, Урала, Дальнего Востока и Северного Казахстана убираемое зерно обычно имеет высокую влажность, достигающую 25-28%. Поэтому одно из важнейших мероприятий по предохранению зерна от порчи в этих районах — его сушка в зерносушильных установках. При этом, с применением определенных режимов, может происходить и упрочнение клейковины.
Еще в 1938-1939 гг. по инициативе академика А.Н. Баха были начаты комплексные исследования по разработке режимов сушки свежеубранной пшеницы семенного и продовольственного назначения.
Из литературных данных известен биохимический эффект так называемой «холодной» стерилизации, например, гамма — облучением. Оказалось, что характер инактивации ферментов при «холодной» стерилизации носит иной характер, чем при обычной обработке нагреванием. Таким образом, возникает вопрос об особенностях денатурации белков и инактивации ферментов под влиянием излучения.
Как известно, биохимия зерна пшеницы и продуктов его переработки занимается изучением химического состава зерна, муки и хлеба, химических превращений, которые происходят в зерне во время его созревания, хранения, прорастания и порчи под ; воздействием различных неблагоприятных факторов, в том числе и поражения клопом — черепашкой.
Большинство работ по изучению химического состава зерна, а также процессов, происходящих при его хранении и переработке, были продиктованы практическими запросами зернового хозяйства, мукомольной и хлебопекарной промышленности.
Первыми в области биохимии зерна являются опубликованные в 1745г. результаты исследований итальянского ученого Беккари, который отмыл из пшеничной муки белковое вещество, называемое теперь клейковиной.
Начальные этапы развития биохимии зерна и продуктов его переработки, прежде всего, связаны с исследованиями французского химика Ж.Б. Буссенто, а также немецких химиков Юстуса и Либиха.
Для развития биохимии зерна большое значение имели труды французского ученого Эмэ Жирара и венгерского исследователя Т. Кожутани, при этом последний разработал оригинальные приборы для испытания физических свойств клейковины.
Экспериментальная установка
Исследования проводились в лаборатории кафедры «Технологии хлебопродуктов» МГТА, а также в лаборатории ООО «Шебекинская зерновая компания» с зерном, выращенным в Белгородской области урожая 2001 — 2002 года. Принципиальная схема лабораторной установки В экспериментальной установке из камеры сгорания топки 1 в рабочую трубу 2 посредством вентилятора 3 всасывается горячая смесь топочных газов и воздуха.
Посредством винтового питающего устройства 4 в трубу подаётся определённое количество зерна, которое, транспортируясь газом-теплоносителем вверх по трубе, одновременно нагревается и затем охлаждается в камере 5.
Выпуск зерна осуществляется посредством грузового клапана 6, заключённого в герметический корпус. Имеющийся здесь перекидной клапан позволяет при необходимости направлять зерно в специальный патрубок для отбора образцов на анализ или калориметрическое измерение температуры зерна. Температура газа-теплоносителя ti измеряется в нескольких точках по высоте трубы при помощи экранированных термопар и милливольтметра. Во время работы установки расход воздуха автоматически поддерживался при помощи иглового вентилятора ВД 8 с регулятором 9. Удельный расход теплоносителя %V кг/час измерялся перед вентилятором посредством измерительного сопла и микроманометра. В зависимости от режима работы для определения количества зерна, принимающего участие в теплообмене в трубе, в нескольких местах по высоте трубы установлены задвижки. Каждая задвижка при помощи троса связана с якорем своего электромагнита.
При включении контура магнита в электрическую цепь, задвижка, прикрывает соответствующий участок рабочей трубы. Схема включения электромагнитов при необходимости позволяет одновременно прикрывать все задвижки. Для этого при помощи главного выключателя О цепь электромагнитов предварительно размыкаются, далее при помощи выключателей I, П,Ш и IV замыкаются контуры всех электромагнитов. Таким образом, опыты по сушке зерна в пневмотрубе были проведены в лабораторных условиях при наличии: трубы диаметром 20 мм, длине 1000 мм, нагнетателя воздуха, ротаметра, весов. Техническими характеристиками экспериментальной установки являлись: - производительность 120 кг/ч, - скорость движения зерна в трубе 0,33 м/с, - расход воздуха 0,3768 м /ч, - температура нагрева зерна 65 - 75 С, - температура теплоносителя 350 — 400 С, - температура зерна пшеницы после проведения опытов 45 - 50 С.
Методы и оборудование для определения качества зерна, муки, теста и хлеба Технические анализы образцов зерна проводили в соответствии с методами, предусмотренными ГОСТ-ами [50-52]. Степень повреждения зерна клопом - черепашкой определяли визуально. По внешнему виду различают три признака повреждений клопами -черепашками: 1) наличие на поверхности зерна следа укола в виде темной точки, вокруг которой образуется резко очерченное светло-желтое пятно округлой или неправильной формы; 2) наличие на поверхности зерна такого же пятна, в пределах которого имеется сдавленность или морщины без следа укола; 3) наличие на поверхности зерна у зародыша такого же пятна без сдавленности или морщин и без следа укола. Во всех случаях консистенция зерна под пятном рыхлая и мучнистая. Зерновки пшеницы с желтыми пятнами не у зародыша, без следов укола или сдавленности, а также морщинистости в пределах этих пятен не относят к зерну, имеющему внешние признаки повреждения клопами -черепашками. Для установления количества зерен, поврежденных клопами -черепашками, из среднего образца с помощью делителя выделяли 50 г. зерна, освобождали от примесей и отбирали от него навеску в 10 г. целого зерна.
Из этой навески выделяли поврежденные зерна путем осмотра их со стороны бороздки и спинки. Поврежденные зерна взвешивали с точностью до 0,01 г. на технических весах и содержание их выражали в процентах по отношению к взятой навеске. Определение вели в двух параллельных навесах. Расхождение согласно ГОСТ между двумя параллельными определениями содержания поврежденных зерен, а также при арбитраже допускаются 0,5% при содержании зерен до 5% включительно, и 1% - при содержании зерен 5-25% [50-52]. Результаты определения содержания зерен, поврежденных клопами -черепашками, в документах предоставляют с точностью до 0,1%. Хлебопекарные свойства зеуна, муки и теста, а также методы их определения Под качеством клейковины понимают совокупность ее физических свойств: растяжимость, упругость, эластичность, вязкость, связность, способность сохранять физические свойства во времени. Ручной метод отмывания клейковины пшеницы регламентирован ГОСТ 13586.1-68 [51]. За рубежом создан ряд приборов, однако все они не лишены недостатков: не полностью отмывают клейковину или дают заниженные результаты, при этом требуется не вода, а солевой раствор [123]. Казахский филиал ВНИИЗ разработал устройство МОК - 1, а ВНИИЗ модернизировал его в МОК - 1м. Эти устройства полностью механизируют процесс отмывания клейковины и частичный отжим, а также устраняют влияние субъективных факторов на результат определения.
Все сорта мягкой пшеницы по своим хлебопекарным достоинствам разделяются на три группы по силе муки: сильная, средняя и слабая. Сильная пшеница используется как улучшитель слабой пшеницы. В ГОСТ 9353 - 90 такая пшеница отнесена к высшему, 1 и 2 классам. Средняя по силе пшеница обладает хорошими хлебопекарными качествами, способна давать хлеб удовлетворительного качества без добавления более сильной муки, но улучшать слабую она не может. В стандарте ГОСТ 9353 - 90 такая пшеница отнесена к 3 классу. Слабая пшеница отличается низкими хлебопекарными качествами. Мука из такого зерна характеризуется невысокой водопоглотительнои способностью. Тесто получается тяжелое, неэластичное, при брожении и обработке быстро ухудшает свои физические свойства, становится более жидким, липким и мажущимся. Хлеб из слабой муки неудовлетворительного качества, с низким объемом, грубый, с плохой пористостью, а подовый хлеб - сильно расплывается. В стандарте ГОСТ 9353-90 пшеница слабая отражена 4 -м и 5 - м классами. Для получения хлеба удовлетворительного качества из слабой пшеницы, к ней обязательно надо добавить сильную. Слабая пшеница бывает либо с низким содержанием белка - менее 11% и клейковины - ниже 20%, либо с достаточным количеством белка, но низкого качества. Слабую пшеницу без добавления сильной используют при производстве кондитерских изделий - печенья, бисквитов, кексов, тортов и т.п. Хлебопекарные свойства зерна и муки Прямым методом оценки хлебопекарных свойств является пробная лабораторная выпечка хлеба с оценкой его качества по объемному выходу, формоустойчивости, внешнему виду, состоянию мякиша, пористости и другим показателям.
Признаком, который предопределяет хлебопекарные свойства зерна и определяется довольно быстро с высокой точностью, является количество и качество клейковины. Эти показатели включены в стандарт на зерно и муку и положены в основу классификации пшеницы по хлебопекарным свойствам. Наиболее важным показателем является количество клейковины, а не содержание белка. Объясняется это тем, что на хлебопекарные свойства пшеницы, кроме количества клейковинных белков, большое влияние оказывает и их качество. На качество клейковины влияют условия выращивания пшеницы, степень зрелости зерна, степень поражения клопом - черепашкой и др., поэтому оно может колебаться в широких пределах - от 0 до 150 ед. ИДК и подразделяется на 5 групп. Качество пшеницы зависит не только от количества клейковины, но и от состояния углеводно - амилазного комплекса зерна, которое может быть выявлено показателями числа падения. Показатель числа падения в зерне пшеницы может колебаться от 60 с. до 600 с. и более. Хлеб получается стандартным при числе падения не менее 150 с. Хлебопекарные качества пшеницы зависят от газообразующей способности теста. Физические свойства теста определяют на альвеографе, фаринографе, экстенсографе, амилографе. Альвеограф предназначен для изучения физических свойств теста после замеса. Принцип работы прибора состоит в том, что кружок теста раздувается воздухом. При этом оно оказывает сопротивление, которое регистрируется манометром в виде кривой - альвеограммы. Прибор состоит из тестомесилки, записывающего устройства и собственно альвеографа
Влияние температуры нагрева зерна повреждённого клопом Черепашкой на количество и качество клейковины
Рядовая пшеница III типа, Ставропольского края, влажностью 14% имела степень поврежденности клопом - черепашкой 20%. Клейковина не отмывалась. В таблице 3.2.1 приведены данные, характеризующие влияние температуры нагрева зерна на выход и качество клейковины. На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что частичный перегрев зерна, приводящий к коагуляции белков начинается уже при нагреве зерна до 70С в течение 30 мин. Более жесткие режимы тепловой обработки приводят к более сильной степени коагуляции белков, при этом выход сырой клейковины сначала снижается, а затем ее вообще невозможно отмыть.
При сушке пшеницы, предварительно увлажненной с 14,8% до 22»4%, в аэрофонтанной установке при начальной температуре газов до 600 С при различной максимальной температуре нагрева зерна и различной продолжительности выдержки его в горячей камере, после прогревания были получены следующие данные, характеризующие изменения выхода и качества клейковины (таблица 3.2.2). На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что снижение выхода сырой клейковины отмечается при максимальной температуре нагрева зерна до 62 С при продолжительности выдержки его в горячей камере 120 с при максимальной температуре нагрева зерна 64 С и выдержке 15 с и при максимальной температуре нагрева зерна 75 С практически без выдержки. При этом снижение выхода сырой клейковины составило от 3% до 5%, а качество клейковины во всех случаях соответствовало II группе. Результаты нагрева в аэрофонтанной сушилке пшеницы III типа Ставропольского края урожая 1999 г. влажностью 18%, степень повреждения клопом - черепашкой 14 %, выход сырой клейковины 8 %, качество клейковины — II группа (85 ед. ИДК) приведены в таблице 3.2.3. На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что при нагреве сухого зерна до температуры 57 С выход сырой клейковины увеличивается до 15 %, а показатель ИДК снижается до 60 ед., а увеличение температуры нагрева зерна до 79 С и выше приводит к явному перегреву зерна и клейковина уже не отмывается. При увлажнении этого зерна до 21,7%, нагрев его до 56С приводит к увеличению выхода сырой клейковины до 14% и снижению показателя ИДК до 58 ед. При нагреве такого зерна до 65 С выход клейковины остается таким же как и у исходного образца 8 %9 а показатель ИДК снижается до 58 ед. При нагреве такого зерна до 79 С клейковина уже не отмывалась, что свидетельствует о значительной коагуляции белков из-за сильного перегрева.
Из полученных данных можно сделать вывод о том, что при нагреве сухого зерна до 79С клейковина уже не отмывается, что свидетельствует о перегреве зерна. При нагреве предварительно увлажненного до 21,7 % зерна снижение выхода сырой клейковины отмечается при достижении им температуры 65 С; клейковина практически не отмывается при 79 С. На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что заметное снижение выхода сырой клейковины отмечается при нагреве зерна до 66 С и выдержке его при этой температуре в течение 60 с, либо при нагреве до 75 С и выдержке в течение 15 с. При нагреве зерна до 78 С отмечается резкое снижение выхода сырой клейковины до 19,6 %, а при нагреве его до 80 С клейковина уже не отмывается.
Проведена серия экспериментов позволяющая совершенствовать метод определения микротвёрдости зерна пшеницы, повреждённой - клопом черепашкой с целью улучшения выхода и качества клейковины. На рисунке 3.3.1 показана мозаика распределения микротвердости по продольному разрезу мучнистой зерновки мягкой пшеницы. На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что микротвердость изменяется в диапазоне 0,15 - 11 кг/мм , при этом микротвердость зерна находится в диапазоне 4-11 кг/мм2, за исключением области, пораженной клопом - черепашкой, микротвердость которой значительно ниже и находится в диапазоне 0,15 - 0,20 кг/мм . На рисунке 3.3.2 показана мозаика микротвердости по продольному разрезу стекловидной зерновки твердой пшеницы. На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что микротвердость изменяется в диапазоне 0,1 — 17,0 кг/мм , при этом микротвердость находится в диапазоне 8-17 кг/мм , за исключением области, пораженной клопом — черепашкой, микротвердость которой значительно ниже и находится в диапазоне 0,1 — 0,2 кг/мм . На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что микротвердость участков зерновки пшеницы в месте поражения в 50 -100 раз ниже, чем в среднем по зерновке. На рисунке 3.3.3 представлена схема гидротермической обработки пшеницы (зерно +пар + вода + сушка). На рисунке 3.3.4 представлена схема гидротермической обработки с «фонтаном». На рисунке 3.3.5 представлена схема пневматического теплообменного аппарата (111 А) (противоток). На рисунке 3.3.6 представлено схематическое изображение пневматического теплообменного аппарата (ПТА) производительностью 25 т/ч. На рисунке 3.3.7 представлена схема аэрофонтанной зерносушилки.
Промышленная апробация исследования
С целью улучшения качественных характеристик зерна пшеницы пятого, четвертого, третьего класса, пораженного клопом - черепашкой на предприятии ООО «Шебекинская Зерновая Компания» производились испытания нового температурного режима сушки зерна, поврежденного клопом - черепашкой, разработанного автором.
В период поступления зерна урожая 2001,2002 годов, на предприятии была осуществлена проверка эффективности нового температурного режима сушки зерна поврежденного клопом - черепашкой. При проведении лабораторных испытаний были получены следующие результаты. При начальной влажности от 10,0 %. 1. зерно с повреждением 6%. W11 =10,8 %. 2. зерно с повреждением 10%. W12=12,4%. 3. зерно с повреждением 14%. W13=ll,4%. Подготовка образцов. Определить исходную влажность каждого образца W11 = 10,8%, W12 = 12,4 %, W13 = 11,4 % и увлажнить каждый образец до W = 19%. Обработка результатов. 1. Просушить подготовленные образцы W1 = 19 %, W2 = 19 %, W3 = 19 %, до влажности 13,5 % при максимальной температуре сушки 55 С, 60 С, 65 С, 70 С. К2 - количество клейковины после сушки, %. Для тепловой обработки зерна был использован пневматический теплообменный аппарат с температурой теплоносителя от 250 до 600 С. Продолжительность контакта зерна с теплоносителем 2 - 3 с.
Цель: - улучшение технологического (качественного) показателя зерна пшеницы от третьей до второй группы качества (в ед. ИДК). Задача: - доведение зерна пшеницы до стойкого состояния с улучшением качественных характеристик по ИДК и клейковине. При проведении испытаний количество и качество клейковины определялось в соответствии с ГОСТ 13586 - 90, «Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице», содержание сорной и зерновой примеси -в соответствии с ГОСТ 28419-90, «Пшеница. Методы определения сорной и зерновой примесей с применением анализатора У1 - ЕАЗ», стекловидность - в соответствии с ГОСТ 10987 - 90, «Зерно. Методы определения стекловидности». В результате лабораторных испытаний было установлено, что режим сушки, разработанный автором, позволяет улучшить качество зерна, а также мукомольные и хлебопекарные достоинства зерна пшеницы и муки, выработанной из экспериментальных образцов. Предприятие намерено в последующем использовать данный технологический режим, направленный на улучшение качественных характеристик зерна пшеницы. Данным способом было просушено 100 тонн зерна пшеницы. Предприятие ООО «Шебекинская Зерновая Компания» намерено в последующем использовать данный технологический режим, направленный на улучшение качественных характеристик зерна пшеницы.
1. При приемке зерна пшеницы, поврежденного клопом - черепашкой, на хлебоприемных предприятиях его целесообразно раздельно складировать по следующим степеням поражения: 1) до 2,9% включительно; 2) от 3,0 до 4,9 % включительно; 3) от 5,0 до 6,9 % включительно; свыше 7,0 %.
2. На мукомольных заводах, при сортовых помолах пшеницы, пораженной клопом - черепашкой, следует применять скоростное кондиционирование с нагревом зерна до 68 С и последующим темперированием на протяжении 3-5 минут, с последующим перемещением в накопительный бункер.
3. Технико - экономическая эффективность от внедрения предложенного способа термической обработки пшеницы, с годовым объемом принимаемого зерна, составляет до 350 тысяч рублей, притом что необходимый объем капиталовложений окупается в течение двух заготовительных периодов.
4. Наиболее рациональным режимом термической обработки пшеницы» с повреждением клопом - черепашкой до 10 %, является его увлажнение от исходной влажности 12,5 - 14,5 % до 16,0 - 18,0 %, с последующей тепловой сушкой до влажности 13,0 - 14,0 % и максимальным нагревом зерна до 65 — 78 Си последующим темперированием в течение 2 - 3 с и охлаждением до температуры окружающей среды.
